怎样去脸上红血丝偏方:银河系

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银河系

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名词定义
中文名称:银河系
英文名称:Galaxy;Galactic System
定义:地球和太阳所在的星系。
 应用学科:天文学(一级学科);
恒星和银河系(二级学科)
 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
一、导读
    壮阔的南天银河银河系(the Milky Way 或Galaxy)是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的直径约为100,000多光年,中心厚度约为12,000光年,总质量是太阳质量的1400亿倍。银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年。太阳位于银河一个支臂猎户臂上,至银河中心的距离大约是26,000光年。
二、基本介绍   银河系英文名称为 The Milky Way galaxy 或The Milky Way system[1]。
   银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘,整个圆盘的直径约为10万光年,太阳系位于
银河系(19张)距银河系中心约2.6万光年处。鼓起处为银心是恒星密集区,故望去白茫茫的一片。银河系俯视呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。(比较大的旋臂有4条,但最近研究表明主要的旋臂只有两条,另两条都未发育完全)有十几万光年。中间最厚的部分约12000光年。
   太阳位于一条叫做猎户臂的支臂上,距离银河系中心约2.64万光年,逆时针旋转(太阳绕银心旋转一周约需要2.5亿年)。银河系的发现经历了漫长的过程。望远镜发明后,伽利略首先用望远镜观测银河,发现银河由恒星组成。而后,T.赖特、I.康德、J.H.朗伯等认为,银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。
   18世纪后期,F.W.赫歇尔用自制的反射望远镜开始恒星计数的观测,以确定恒星系统的结构和大小,他断言恒星系统呈扁盘状,太阳离盘中心不远。他去世后,其子J.F.赫歇尔继承父业,继续进行深入研究,把恒星计数的工作扩展到南天。
   20世纪初,天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。J.C.卡普坦应用统计视差的方法测定恒星的平均距离,结合恒星计数,得出了一个银河系模型。在这个模型里,太阳居中,银河系呈圆盘状,直径8千秒差距,厚2千秒差距。H.沙普利应用造父变星的周光关系,测定球状星团的距离,从球状星团的分布来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是:银河系是一个透镜状的恒星系统,太阳不在中心。沙普利得出,银河系直径80千秒差距,太阳离银心20千秒差距。这些数值太大,因为沙普利在计算距离时未计入星际消光。
   20世纪20年代,银河系自转被发现以后,沙普利的银河系模型得到公认。银河系是一个巨型棒旋星系(漩涡星系的一种),Sb型,共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍,大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的暗物质的强有力证据。关于银河系的年龄,目前占主流的观点认为,银河系在宇宙大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概在145亿岁左右,上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙大爆炸大约发生137亿年前。另一说法,银河直径约为8万光年。
三、年龄推测
  根据已知长寿命放射性核的衰变时间(即半衰期),从某些放射性中子俘获元素的丰度数据可以测定银河系中最年老恒星的年龄,从而定出银河系的年龄。这种放射性年龄测定方法称为核纪年法。例如,钍的半衰期是140亿年。用当代最大的天文望远镜,加上高分辨率光谱仪,已经能够检测到恒星的钍,并作出相应的年龄估计。当然,这些恒星还不是银河系中最早形成的恒星。银河系中的第一代恒星具有非常大的质量,超过太阳质量的100倍。在这样的恒星内部,核聚变反应极其快速,甚至只持续几百万年,因此,这些最早形成的恒星已经死亡、消失了很长时间。但是,与银河系的年龄相比,由于它们的形成时间与人们今天在银河系中观测到的最年老恒星的形成时间之差完全可忽略不计,因此,可以把这些最年老恒星的年龄看作银河系的年龄。
   据其他多种方法测定,从大爆炸算起,宇宙的年龄在140亿年左右。假定从大爆炸到银河系形成所相隔的时间为10亿年,那么上述由核纪年法测定的银河系年龄与宇宙年龄是相容的。
   依据欧洲南天天文台(ESO)的研究报告,估计银河系的年龄约为136亿岁,差不多与宇宙一样老。   由天文学家Luca Pasquini, Piercarlo Bonifacio, Sofia Randich, Daniele Galli, and Raffaele G. Gratton.所组成的团队在2004年使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年,因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁,因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
四、星系全景     银河系在天空上的投影像一条流淌在天上闪闪发光的河流一样,所以古称银河或天河,一年四季都可以看到银河,只不过夏秋之交看到了银河最明亮壮观的部分。银河经过的主要星座有:天鹅座、天鹰座、狐狸座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人马座、天蝎座、天坛府、矩尺座、豺狼座、南三角座、圆规座、苍蝇座、南十宇座、船帆座、船尾座、麒麟座、猎户座、金牛座、双子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。银河在天空明暗不一,宽窄不等。最窄只4°~5°,最宽约30°。北半球来说作为夏季星空的重要标志,是从北偏东平线向南方地平线延伸的光带——银河,以及由3颗亮星,即银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”。夏季的银河由天蝎座东侧向北伸展,横贯天空,气势磅磅极为壮美,但只能在没有灯光干扰的野外(极限可视星等5.5以上)才能欣赏到。冬季的那边银河很黯淡(在猎户座与大犬座)。2009年12月5日美国发表了绘制的最新红外银河系全景图,该图像是由80万张斯皮策太空望远镜拍摄的图片拼凑而成,全长37米。 五、主要特征
1、简介
  银河系是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同。太阳距银心约2.3万光年,以220~250千米/秒的速度绕银心运转,运转的周期约为2.4亿年。太阳系与太阳只是一个芝麻。   银河系物质约90%集中在恒星内。恒星的种类繁多。按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂  与银河系类似的仙女座M31星系
上;最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团。除了大量的双星外,银河系里已发现了1000多个星团。银河系里还有气体和尘埃,其含量约占银河系总质量的10%,气体和尘埃的分布不均匀,有的聚集为星云,有的则散布在星际空间。20世纪60年代以来,发现了大量的星际分子,如一氧化碳、水等。分子云是恒星形成的主要场所。银河系核心部分,即银心或银核,是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外,X射线和γ射线辐射。其性质尚不清楚,那里可能有一个巨型黑洞,据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。对于银河系的起源和演化,知之尚少。
   1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞,并预言如果他们的假说正确,在银河系中心应可观测到一个尺度很小的发出射电辐射的源,并且这种辐射的性质应与人们在地面同步加速器中观测到的辐射性质一样。三年以后,这样的一个源果然被发现了,这就是人马A。
   人马A有极小的尺度,只相当于普通恒星的大小,发出的射电辐射强度为2*10(34次方)尔格/秒,它位于银河系动力学中心的0.2光年之内。它的周围有速度高达300公里/秒的运动电离气体,也有很强的红外辐射源。已知所有的恒星级天体的活动都无法解释人马A的奇异特性。因此,人马A似乎是大质量黑洞的最佳候选者。但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据,所以天文学家们谨慎地避免用结论性的语言提到大质量的黑洞。我们的银河系大约包含两千亿颗星体,其中恒星大约一千多亿颗,太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的螺旋状星系,它有三个主要组成部分:包含旋臂的银盘,中央突起的银心和晕轮部分。
   螺旋星系M83,它的大小和形状都很类似于我们的银河系。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体,称为银晕,直径约10万光年。
   银河系有4条旋臂,分别是人马臂,猎户臂,英仙臂,天鹅臂。太阳位于猎户臂内侧。旋臂主要由星际物质构成。银河系也有自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。与银河系相对的称之为河外星系。
   一般认为,银河系中的恒星多为双星或聚星。而2006年新的发现认为,银河系的主序星中2/3都是单星。
2、结构
     银河系的总体结构是:银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘,叫做银盘,银盘中心隆起的近似于球形的部分叫核球。在核球区域恒星高度密集,其中心有一个很小的致密区,称银核。银盘外面是一个范围更大、近于球状分布的系统,其中物质密度比银盘中低得多,叫作银晕。银晕外面还有银冕,它的物质分布大致也呈球形。
   观测到的银河旋臂结构2005年,银河系被发现以哈柏分类来区分应该是一个巨大的棒旋星系SBc(旋臂宽松的棒旋星系),总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍。有大约1,000亿颗恒星。
   从80年代开始,天文学家才怀疑银河是一个棒旋星系而不是一个普通的螺旋星系。2005年,斯必泽空间望远镜证实了这项怀疑,还确认了在银河的核心的棒状结构与预期的还大。
   银河的盘面估计直径为98,000光年,太阳至银河中心的距离大约是28,000光年,盘面在中心向外凸起。
   银河的中心有巨大的质量和紧密的结构,因此强烈怀疑它有超重质量黑洞,因为已经有许多星系被相信有超重质量黑洞在核心。
   就像许多典型的星系一样,环绕银河系中心的天体,在轨道上的速度并不由与中心的距离和银河质量的分布来决定。在离开了核心凸起或是在外围,恒星的典型速度是每秒钟210~240公里之间。因此这星恒星绕行银河的周期只与轨道的长度有关,这与太阳系不同,在太阳系,距离不同就有不同的轨道速度对应著。
   银河的棒状结构长约27,000光年,以44±10度的角度横亘在太阳与银河中心之间,他主要由红色的恒星组成,相信都是年老的恒星。   被观察到与推论的银河旋臂结构每一条旋臂都给予一个数字对应(像所有旋涡星系的旋臂),大约可以分出100段。相信有四条主要的旋臂起源自银河的核心,它们的名称如下:
     2 and 8 - 3kpc 和英仙臂
   3 and 7 - 距尺臂和 天鹅臂(与最近发现的延伸在一起 - 6)
   4 and 10 - 南十字座和 盾牌臂
   5 and 9 - 船底座和人马臂
   至少还有两个小旋臂或分支,包括:
   11 - 猎户臂(包含太阳和太阳系在内- 12)
   最新研究发现银河系可能只有两条主要旋臂,人马臂和矩尺臂绝大部分是气体,只有少量恒星点缀其中。
   谷德带(本星团)是从猎户臂一端伸展出去的一条亮星集中的带,主要成员是B2~B5型星。也有一些O型星 ,弥漫星云和几个星协,最靠近的OB星协是天蝎-半人马星协,距离太阳大约400光年。
   在主要的旋臂外侧是外环或称为麒麟座环,这是天文学家布赖恩·颜尼(Brian Yanny)和韩第·周·纽柏格(Heidi Jo Newberg)提出,是环绕在银河系外由恒星组成的环,其中包括在数十亿年前与其他星系作用诞生的恒星和气体。
   银河的盘面被一个球状的银晕包围著,估计直径在250,000至400,000光年。。由于盘面上的气体和尘埃会吸收部分波长的电磁波,所以银晕的组成结构还不清楚。盘面(特别是旋臂)是恒星诞生的活跃区域,但是银晕中没有这些活动,疏散星团也主要出现在盘面上。
   一般认为,银河系中的恒星多为双星或聚星。而2006年新的发现认为,银河系的主序星中2/3都是单星。 银河中大部分的质量是暗物质,形成的暗银晕估计有6,000亿至3兆个太阳质量,以银核为中心被聚集著。
   新的发现使我们对银河结构与维度的认识有所增加,比早先经由仙女座星系(M31)的盘面所获得的更多。最近新发现的证据,证实外环是由天鹅臂延伸出去的,明确的支持银河盘面向外延伸的可能性。人马座矮椭球星系的发现,与在环绕著银极的轨道上的星系碎片,说明了他因为与银河的交互作用而被扯碎。同样的,大犬座矮星系也因为与银河的交互作用,使得残骸在盘面上环绕著银河。
   在2006年1月9日,Mario Juric和普林斯顿大学的一些人宣布,史隆数位巡天在北半球的天空中发现一片巨大的云气结构(横跨约5,000个满月大小的区域)位在银河之内,但似乎不合于目前所有的银河模型。他将一些恒星汇聚在垂直于旋臂所在盘面的垂在线,可能的解释是小的矮星系与银河合并的结果。这个结构位于室女座的方向上,距离约30,000光年,暂时被称为室女恒星喷流。
   在2006年5月9日,Daniel Zucker 和Vasily Belokurov宣布史隆数位巡天在猎犬座和牧夫座又发现了两个矮星系。
3、银盘
  银盘(Galactic Disk):银河系中,由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。
   银河系的物质密集部分组成一个圆盘,称为银盘。银盘中心隆起的球状部分称核球。核球中心有一个很小的致密区,称银核。银盘外面范围更大、近于球状分布的系统,称为银晕,其中的物质密度比银盘的低得多。银晕外面还有物质密度更低的部分,称银冕,也大致呈球形。银盘直径约25千秒差距,厚1~2秒差距,自中心向边缘逐渐变薄,太阳位于银盘内,离银心约8.5千秒差距,在银道面以北约8秒差距处。银盘内有旋臂,这是气体、尘埃和年轻恒星集中的地方。银盘主要由星族Ⅰ天体组成,如G~K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴RR变星、长周期变星、半规则变星等。核球是银河系中心恒星密集的区域,近似于球形 ,直径约4千秒差距,结构复杂。核球主要由星族Ⅱ天体组成,也有少量星族Ⅰ天体。核球的中心部分是 银核 。它发出很强的射电、红外、X射线和γ射线。其性质尚不清楚 ,可能包含一个黑洞。银晕主要由晕星族天体,如亚矮星、贫金属星、球状星团等组成,没有年轻的O、B型星,有少量气体。银晕中物质密度远低于银盘。银晕长轴直径约30千秒差距,年龄约1010年,质量还不十分清楚。在银晕的恒星分布区以外的银冕是一个大致呈球形的射电辐射区,其性质了解得甚少。
   1785 年,F.W.赫歇尔第一个研究了银河系结构。他用恒星计数方法得出银河系恒星分布为扁盘状、太阳位于盘面中心的结论。1918年,H.沙普利研究球状星团的空间分布,建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。到了20世纪20年代,沙普利模型得到公认。但由于未计入星际消光,沙普利模型的数值不准确。研究银 河系结构传统上是用光学方法,但光学方法有一定的局限性。近几十年来发展起来的射电方法和红外技术成为研究银河系结构的强有力的工具。在沙普利模型的基础上,对银河系的结构已有了较深刻的了解。
   银盘是银河系的主要组成部分,在银河系中可探测到的物质中,有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜,以轴对称形式分布于银心周围,其中心厚度约1万光年,不过这是微微凸起的核球的厚度,银盘本身的厚度只有2000光年,直径近10万光年,可见总体上说银盘非常薄。   除了1000秒差距范围内的银核绕银心作刚体转动外,银盘的其他部分都绕银心作较差转动,即离银心越远转得越慢。银盘中的物质主要以恒星形式存在,占银河系总质量不到10%的星际物质,绝大部分也散布在银盘内。星际物质中,除含有电离氢、分子氢及多种星际分子外,还有10%的星际尘埃,这些直径在1微米左右的固态微粒是造成星际消光的主要原因,它们大都集中在银道面附近。
   由于太阳位于银盘内,所以我们不容易认识银盘的起初面貌。为了探明银盘的结构,根据本世纪40年代巴德和梅奥尔对旋涡星系M31(仙女座大星云)旋臂的研究得出旋臂天体的主要类型,进而在银河系内普查这几类天体,发现了太阳附近的三段平行臂。由于星际消光作用,光学观测无法得出银盘的总体面貌。有证据表明,旋臂是星际气体集结的场所,因而对星际气体的探测就能显示出旋臂结构,而星际气体的21厘米射电谱线不受星际尘埃阻挡,几乎可达整个银河系。光学与射电观测结果都表明,银盘确实具有旋涡结构。
4、银心
  星系的中心凸出部分,是一个很亮的球状,直径约为两万光年,厚一万光年,这个区域由高密度的恒星组成,主要是年龄大约在一百亿年以上老年的红色恒星,很多证据表明,在中心区域存在着一个巨大的黑洞,星系核的活动十分剧烈。银河系的中心﹐即银河系的自转轴与银道面的交点。
   银心在人马座方向﹐1950年历元坐标为﹕赤经174229﹐赤纬-28°5918。银心除作为一个几何点外﹐它的另一含义是指银河系的中心区域。太阳距银心约10千秒差距﹐位于银道面以北约8秒差距。银心与太阳系之间充斥著大量的星际尘埃﹐所以在北半球用光学望远镜难以在可见光波段看到银心。射电天文和红外观测技术兴起以后﹐人们才能透过星际尘埃﹐在2微米到73厘米波段﹐探测到银心的信息。中性氢21厘米谱线的观测揭示﹐在距银心4千秒差距处o有氢流膨胀臂﹐即所谓“三千秒差距臂”(最初将距离误定为3千秒差距﹐后虽订正为4千秒差距﹐但仍沿用旧名)。大约有 1﹐000万个太阳质量的中性氢﹐以每秒53公里的速度涌向太阳系方向。在银心另一侧﹐有大体同等质量的中性氢膨胀臂﹐以每秒135公里的速度离银心而去。它们应是1﹐000万至1﹐500万年前﹐以不对称方式从银心抛射出来的。在距银心300秒差距的天区内﹐有一个绕银心快速旋转的氢气盘﹐以每秒70~140公里的速度向外膨胀。盘内有平均直径为30秒差距的氢分子云。
   在距银心70秒差距处﹐则有激烈扰动的电离氢区﹐也以高速向外扩张。现已得知﹐不仅大量气体从银心外涌﹐而且银心处还有一强射电源﹐即人马座A﹐它发出强烈的同步加速辐射。甚长基线干涉仪的探测表明﹐银心射电源的中心区很小﹐甚至小于10个天文单位﹐即不大于木星绕太阳的轨道。12.8微米的红外观测资料指出﹐直径为1秒差距的银核所拥有的质量﹐相当于几百万个太阳质量﹐其中约有100万个太阳质量是以恒星形式出现的。腥巳衔?o银心区有一个大质量致密核﹐或许是一个黑洞。流入致密核心吸积盘的相对论性电子﹐在强磁场中加速﹐于是产生同步加速辐射。银心气体的运动状态﹑银心强射电源以及有强烈核心活动的特殊星系(如塞佛特星系)的存在﹐使我们认为﹕在星系包括银河系的演化史上﹐曾有过核心激扰活动﹐这种活动至今尚未停息。
5、银晕
  银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内,银晕直径约为九万八千光年,这里恒星的密度很低,分布着一些由老年恒星组成的球状星团,有人认为,在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区,称为银冕,银冕至少延伸到距银心一百千秒差距或三十二万光年远。   银河系是一个透镜形的系统,直径约为25千秒差距,厚约为1~2千秒差距。它的主体称为银盘。高光度星、银河星团和银河星云组成旋涡结构迭加在银盘上。银河系中心为一大质量核球,长轴长4~5千秒差距,厚4千秒差距。银河系为直径约30千秒差距的银晕笼罩。银晕中最亮的成员是球状星团。银河系的质量为1.4×1011太阳质量,其中恒星约占90%,气体和尘埃组成的星际物质约占10%。银河系整体作较差自转。太阳在银道面以北约8秒差距处距银心约10千秒差距,以每秒250公里速度绕银心运转,2.5亿年转一周。太阳附近物质(恒 星和星际物质)的总密度约为0.13太阳质量/秒差距3或8.8×10-24克/厘米3。银河系是一个Sb或Sc型旋涡星系, 拥有一、二千亿颗恒星,为本星系群中除仙女星系外最大的巨星系。它的视绝对星等为Mv=-20.5。它以1010年 的时间尺度演化。
六、太阳位置    太阳在银河系中的位置
太阳(包括地球和太阳系)都在猎户臂靠近内侧边缘的位置上,在本星际云(Local Fluff)中,距离银河中心7.94±0.42千秒差距我们所在的旋臂与邻近的英仙臂大约相距6,500光年(通过测定了离地球约6370光年的一个大质量分子云核的距离)。我们的太阳与太阳系,正位在科学家所谓的银河的生命带。
   太阳运行的方向,也称为太阳向点,指出了太阳在银河系内游历的路径,基本上是朝向织女,靠近武仙座的方向,偏离银河中心大约86度。太阳环绕银河的轨道大致是椭圆形的,但会受到旋臂与质量分布不均匀的扰动而有些变动,我们目前在接近近银心点(太阳最接近银河中心的点)1/8轨道的位置上。
   太阳系大约每2.25—2.5亿年在轨道上绕行一圈,可称为一个银河年,因此以太阳的年龄估算,太阳已经绕行银河20—25次了。太阳的轨道速度是217km/s,换言之每8天就可以移动1天文单位,1400年可以运行1光年的距离。   海顿天象馆的8.0千秒差距的立体银河星图,正好涵盖到银河的中心。
七、伴邻星系
  银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系(小麦哲伦星云)。与银河系相对的称之为河外星系。
   银河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,这个群总共约有50个星系,而本地群又是室女座超星系团的一份子。
   银河被一些本星系群中的矮星系环绕着,其中最大的是直径达21,000光年的大麦哲伦云,最小的是船底座矮星系、天龙座矮星系和狮子II矮星系,直径都只有500光年。其他环绕着银河系的还有小麦哲伦云,最靠近的是大犬座矮星系,然后是人马座矮椭圆星系、小熊座矮星系、御夫座矮星系、六分仪座矮星系、天炉座矮星系和狮子I矮星系。
   在2006年1月,研究人员的报告指出,过去发现银河的盘面有不明原因的倾斜,现在已经发现是环绕银河的大小麦哲伦云的扰动所造成的涟漪。是在她们穿过银河系的边缘时,导致了某些频率的震动所造成的。这两个星系的质量大约是银河的2%,被认为不足以影响到银河。但是加入了暗物质的考量,这两个星系的运动就足以对较大的银河造成影响。在加入暗物质之后的计算结果,对银河的影响增加了20倍,这个计算的结果是根据马萨诸塞州大学阿默斯特分校马丁·温伯格的电脑模型完成的。在他的模型中,暗物质的分布从银河的盘面一直分布到已知的所有层面中,结果模型预测当麦哲伦星系通过银河时,重力的冲击会被放大。
八、文化传说
1、中国
  “飞流直下三千尺,疑似银河落九天。”(李白),中国古代文化视银河为天河,把注意力扩大到河东和河西的牛郎织女两个星座,想象编造出牛郎织女爱情的故事。那么美好的爱情,中间偏偏出现个王母娘娘,从中作梗,女子们没有力量反抗,只好通过鹊桥相会和“乞巧”的方式,获得精神上的寄托和安慰,东方文化就这样委婉含蓄。唐朝顾况的《宫词》中便有一句“水晶帘卷近秋河”,这里的“秋河”说的就是银河。再如李商隐的《嫦娥》中有“长河渐落晓星沉”。
2、外国
  古希腊人如我国先人一样把天上的这条光带描述为“河”:The night sky gave a big hint, in the form of a lovely pale band of light that cut across the heavens like a river(仰望夜空,有一条瑰丽的光带依稀可见,它宛如一条河,将整个苍穹分割为二)。因为天上的这条河环绕整个天球,在纪元前六世纪,希腊人最初称之为Galaxias Kyklos 或Kyklos Galaktikos (Milky Circle,奶色之环,通译“银环”)。后来接受了希腊文明的罗马人改称之为Via Lactea (Milky Way,奶色之路),现代西方语言,如英、法、德、俄,均译自拉丁文Via Lactea。顺便提及,与the Milky Way同义的Galaxy(首字母大写)后来作为天文学术语保留下来,其他星系叫做galaxies(首字母小写)。   英语中称呼银河一般有两种说法,一是galaxy,这个词还可指“星系”,比较正式。另一个说法就是the Milky Way,这种说法来自一个希腊神话。
   英文milky way与 galaxy首次出现于1384年前后。前者是源自拉丁文Via Lactea 借义外来语,而Via Lactea译自希腊文Galaxias Kyklos,改环(Kyklos)为路(Via)。后者是源自希腊文galaxias的借形外来语,至1848年开始用作天文学术语。
    世界各地有许多创造天地的神话围绕著银河系发展出来。很特别的是,在希腊就有两个相似的希腊神话故事在解释银河是怎么来的。有些神话将银河和星座结合在一起,认为成群牛只的乳液将深蓝色的天空染白了。在东亚,人们相信在天空中群星间的雾状带是银色的河流,也就是我们所说的天河。
   Akashaganga是印度人给银河的名称,意思是天上的恒河。
   依据希腊神话,银河是赫拉在发现宙斯以欺骗的手法诱使他去喂食年幼的赫尔克里斯因而溅洒在天空中的奶汁。另一种说法则是赫耳墨斯偷偷的将赫尔克里斯带去奥林匹斯山,趁著赫拉沉睡时偷吸他的奶汁,而有一些奶汁被射入天空,于是形成了银河。
   希腊神话传说,宙斯(Zeus)是希腊众神庙里的主神,即神上之神,跟玉皇大帝有一比。宙斯的妻子就是他的妹妹赫拉(Hera),赫拉是司理妇女和婚嫁之神,是众女神之神,地位相当于王母娘娘了。赫拉的奶汁和唐僧肉具有相同的效力,谁吮吸了她的奶汁,便会长生不老。宙斯是个不安分的神,暗地里和有夫之妇阿尔克墨涅(Alcmene)私通,生下了赫拉克勒斯(Hercules)。宙斯希望赫拉克勒斯将来能长生不老,就偷偷地把赫拉克勒斯放在睡着的赫拉身旁,让赫拉克勒斯吮吸赫拉的奶汁,谁知赫拉克勒斯吮吸太猛,惊醒了赫拉,她发现吃奶的不是自己的儿子,便一把把孩子推开。可是她用力太猛,奶汁直喷到了天上,便成了Milk Way(奶路),见油画The Origin of the Milky Way(1575-1580),此画出自意大利文艺复兴时期著名画家Tintoretto之手。后来,西方人便把银河想象成赫拉的奶水,称之为the Milky Way。
   在芬兰神话中,银河被称为鸟的小径,因为它们注意到候鸟在向南方迁徙时,是靠著银河来指引的,它们也认为银河才是鸟真正的居所。现在,科学家已经证实了这项观测是正确的,候鸟确实在依靠银河来引导,在冬天才能到温暖的南方陆地居住。即使在今天,芬兰语中的银河依然使用Linnunrata这个字。
   在瑞典,银河系被认为是冬天之路,因为在斯堪的纳维亚地区,冬天的银河是一年中最容易被看见的。   古代的亚美尼亚神话称银河系为麦秆贼之路,叙述有一位神祇在偷窃麦秆之后,企图用一辆木制的运货车逃离天堂,但在路途中掉落了一些麦秆。
九、研究历史
1、古代探索
  虽然从非常久远的古代,人们就认识了银河系。但是对银河系的真正认识还是从近代开始的。
   1750年,英国天文学家赖特(Wright Thomas)认为银河系是扁平的。1755年,德国哲学家康德提出了恒星和银河之间可能会组成一个巨大的天体系统;随后的德国数学家郎伯特(Lambert Johann heinrich)也提出了类似的假设。到1785年,英国天文学家威廉·赫歇耳绘出了银河系的扁平形体,并认为太阳系位于银河的中心。
   1918年,美国天文学家沙普利(Harlow Shapley)经过4年的观测,提出太阳系应该位于银河系的边缘。1926年,瑞典天文学家林得布拉德(Lindblad Bertil)分析出银河系也在自转。
2、近代研究
   十八世纪中叶人们已意识到,除行星、月球等太阳系天体外,满天星斗都是远方的“太阳”。赖特、康德和朗伯特最先认为,很可能是全部恒星集合 成了一个空间上有限的巨大系统。像太阳一样的恒星在银河系里是多之又多的!
   第一个通过观测研究恒星系统本原的是F.W.赫歇耳。 他用自己磨制的反射望远镜,计数了若干天区内的恒星。1785年,他根据恒星计数的统计研究,绘制了一幅扁而 平、轮廓参差、太阳居其中心的银河系结构图。他用50 厘米和120厘米口径望远镜观测,发现望远镜贯穿本领增加时,观察到的暗星也增多,但是仍然看不到银河系的边缘。F.W.赫歇耳意识到,银河系远比他最初估计的为大。F.W.赫歇耳死后,其子J.F.赫歇耳继承父业,将恒星计数工作范围扩展到南半天。十九世纪中叶,开始测定恒星的距离,并编制全天星图。1906年,卡普坦为了重新研究恒星世界的结构,提出了“选择星区”计划,后 人称为“卡普坦选区”。他于1922年得出与F.W.赫歇耳的类似的模型,也是一个扁平系统,太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏。沙普利在完全不同的基础上,探讨银河系的大小和形状。他利用1908~1912年勒维特发现的麦哲伦云中造父变星的周光关系,测定了当时已发现有造父变星的球状星团的距离。在假设没有明显星际消光的前提下,于1918年建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。到二十年代,沙普利模型已得到天文界公认。由于未计入星际消光效应,沙普利把银河系估计过大。到1930年,特朗普勒证实星际物质存在后,这一偏差才得到纠正。银河系物质约90%集中在恒星内。1905年,赫茨普龙发现恒星有巨星和矮星之分。1913年,赫罗图问世后,按照光谱型和光度两个参量,得知除主序星外,还有超巨星、巨星、亚巨星、亚矮星和白矮星五个分支。1944年,巴德通过仙女星系的观测,判明恒星可划分为 星族Ⅰ和星族Ⅱ两种不同的星族。星族Ⅰ是年轻而富金属的天体,分布在旋臂上,与星际物质成协。星族Ⅱ是年老而贫金属的天体,没有向银道面集聚的趋向。1957年,根据金属含量、年龄、空间分布和运动特征,进而将两个星族细分为中介星族Ⅰ、旋臂星族(极端星族Ⅰ)、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族(极端星族Ⅱ)。
   恒星成双、成群和成团是普遍现象。在太阳附近25 秒差距以内,以单星形式存在的恒星不到总数之半。迄今已观测到球状星团132个,银河星团1,000多个,还有为 数不少的星协。据统计推论,应当有18,000个银河星团和500个球状星团。二十世纪初,巴纳德用照相观测,发现了大量的亮星云和暗星云。1904年,恒星光谱中电离钙谱线的发现,揭示出星际物质的存在。随后的分光和偏振研究,证认出星云中的气体和尘埃成分。近年来通过红外波段的探测发现在暗星云密集区有正在形成的恒 星。射电天文学诞生后,利用中性氢21厘米谱线勾画出银河系旋涡结构。根据电离氢区的描绘, 发现太阳附近有三条旋臂:人马臂、猎户臂和英仙臂;太阳位于猎户臂的内侧。此外,在银心方向还发现了一条3千秒差距臂。旋臂间的距离约1.6千秒差距。1963年,用射电天文方法观测到星际分子OH,这是自从1937~1941年间,在光学波段证认出星际分子CH、CN和CH+以来的重大突破。到1979年底,发现的星际分子已超过50种。
   银河系的起源这一重大课题目前还了解得很差。这不仅要研究一般星系的起源和演化,还必须研究宇宙学。按大爆炸宇宙学假说,我们观测到的全部星系都是1010年前高密态原始物质因密度发生起伏,出现引力不稳定和不断膨胀,逐步形成原星系,并演化为包括银河系在内的星系团的。而稳恒态宇宙模型假说则认为,星系是在高密态的原星系核心区连续形成的。
   银河系演化的研究近年来才有一些成就。关于太阳附近老年恒星空间运动的资料表明,在原银河星云的坍缩过程中,最早诞生的是晕星族,它们的年龄是100多亿年,化学成分是氢约占73%,氦约占27%。而大部分气体物质集聚为银盘,并随后形成盘星族。近年还从恒星的形成和演化、元素的丰度的变迁、银核的活动及其在演化中的地位等角度探讨银河系的整体演化。六十年代发展起来的密度波理论,很好地说明了银河系旋涡结构的整体结构及其长期的维持机制。
3、研究年表
   1750年—英国天文学家赖特(Wright Thomas)认为银河系是扁平的。
    1755年—德国哲学家康德提出了恒星和银河之间可能会组成一个巨大的天体系统;随后的德国数学家郎伯特(Lambert Johann heinrich)也提出了类似的假设。
    1785年—英国天文学家威廉·赫歇耳用“数星星”的方法绘制了一张银河图,在赫歇耳的银河图里,银河系是偏平的,被群星环绕,其长度为7000光年,宽1400光年。我们的太阳处在银河系的中心,这是人类建立的第一个银河系模型,它虽然很不完善,但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。
   1845年—罗斯勋爵发现第一个漩涡星系M51。
   1852年—美国天文学家史帝芬.亚历山大声称银河系是一个漩涡星系,却拿不出证据加以证明。
   1869年—英国天文学作家理查.普洛托克提出相同的见解,但一样无法证实。
   1900年—荷兰天文学作家科内利斯.伊斯顿公布银河系漩涡结构图,然而旋臂及银心都画错了。
   1913年—科内利斯.伊斯顿再度公布错误的银河系漩涡结构图。
   1917年,美国天文学家沙普利(Harlow Shapley)用威尔逊山天文台的2.5米反射望远镜研究当时已知的100个球状星团,通过观测其中的造父变星来确定这些球状星团的距离。他发现其中有1/3位于人马座内,其余的则基本上位于以人马座为中心的半个天球上。他认为球状星团分布的这种表面上的不称性,正是由于太阳不在银河系中心所造成的,提出太阳系应该位于银河系的边缘。
   1922~1924年哈勃发现,星云并非都在银河系内。哈勃在分析M31仙女座大星云一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,因而一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。
   1926年—瑞典天文学家林得·布拉德(Lindblad Bertil)分析出银河系也在自转。
   1927年,荷兰天文学家奥尔特定量地测出了银河系的较差自转,进一步证明太阳确实不在银河系中心。恒星围绕银心旋转就像行星围绕太阳一样,并且距银心近的恒星运动得快,距离远的运动得慢。他算出太阳绕银心的公转速度为每秒220 公里,绕银心一周要花2.5 亿年。简·奥尔特证实了银河系是个漩涡星系,而且各旋臂越缠越紧。他还发现在银河系中心,气体云向外移动。
   1929年—荷兰天文学家巴特.博克计画使用恒星计数法探测银河系的结构,十多年后宣告失败。
   1931年—巴德于威尔逊山天文台工作,并开始发展星族的概念。
   巴德发现在仙女座大星云中,OB型超巨星只出现在旋臂中,因此建议测量银河系中OB型恒星的距离,但是这类恒星大多远在一千光年之外,无法用视差法测距。   1943年—威廉.摩根(William Morgan)与光谱学家飞利浦.基南共同发表一套完整的光谱图集来描述各种不同光谱型和光度级的恒星之光谱特征,称为MK(摩根—基南)分类系统。
   1947年—利用MK系统来描绘银河系的旋臂。
   1950年—用49个OB型单星及三个OB型星群的距离,无法显现出清楚的旋臂结构。同时受到巴德的启发改而观测描绘银河系中的HII区,并用位于其中的OB型星来定出距离。通过电波观测,发现银河系的星际空间存在着大量气体,尤其是中性氢,它们几乎遍布整个银河系,这些气体发射波长为21厘米的电波。当人们弄清楚了这些中性氢气云在银河系中的分布后,他们便推测了银河系的大致形状,认为那是一个旋窝星系。
   电离氢区(HII regions)和中性氢区(HI regions)以氢为主要成分的星际气体云,若星云附近有OB型炽热恒星,则中性氢会被恒星的紫外辐射电离,形成HII区,温度达到104K。中性氢原子从最低能态变为电离状态须经波长短于912埃的紫外线照射。此外,当星际云之间的密度非常低时,中性氢原子在宇宙线的作用下也会电离。电子和质子一旦分开,就不容易再复合,从而也会形成HII区。在距激发星10~100秒差距(视星云中氢原子的密度而定)以外,使氢电离的高能光子会迅速减少,HII区就过渡到HI区。事实上大部分气体云都处于中性氢状态,HI区的温度一般在100K以下。观测银河系旋臂的中性氢原子数密度约为每立方厘米1~10个,旋臂之间约为每立方厘米0.1个。估计中性氢的质量占银河系总质量的1.4~7%。由HII区过渡到HI区,氢的电离度下降得很快,过渡区的厚度取决于星云气体的密度,而同激发星的性质和HII区的半径无关。至于HII区的大小则取决于激发星的温度和星云气体的密度。观测HI区和HII区所用的方法不同。前者只能用无线电方法观测氢原子发出的中性氢21厘米谱线,而后者除可观测无线电波外,还可以观测可见光波段的发射线和吸收线。
   1951年—科学家首次发现银河系有3条旋臂。将HII区的位置画在银河系图上,揭示了两个旋臂,分别是猎户臂及英仙臂,并在同年美国天文学会年会上发表,证明了银河系属于漩涡星系型态。
   1964年—美籍华裔科学家林家翘与徐遐生提出旋涡星系螺旋臂的维持密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性,他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。他们假设恒星在细长的椭圆轨道上并且原来的轨道方向是互有关联的,也就是说,椭圆以很平顺的方式随着与核心距离的增加逐渐改变了他们的方向。这就是图中所说明的,很清楚的观察到椭圆轨道在某些区域紧密结合在一起的”现象”就是螺旋臂。因此恒星并不是永远保持在我们现在所看见的位置,他们只是在轨道上移动时经过螺旋臂。
   二择一的另一个被推荐的假说是星系的运动造成恒星陷入波浪中,因为形成时最亮的恒星也会最快死亡,便会在波的后方形成黑暗的区域,因而使得波被看见。
   二十世纪七八十年代,人们探测银河系一氧化碳分子的分布,又发现了第四条旋臂,它跨越狐狸座和天鹅座。
        1976年,两位法国天文学家绘制出这四条旋臂在银河系中的位置,分别是圆规座旋臂、盾牌座-半人马座旋臂、人马座旋臂和英仙座旋臂。
   1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞。   1982年—美国天文学家贾纳斯和艾德勒完成对银河系434 个银河星图的图表绘制,发表了每个星团的距离和年龄数字。他们发现,银河系并没有旋涡结构,而只是一小段一小段地零散旋臂,漩涡只是一种“幻影”,这里因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”。而不断产生的新恒星连续地显现着涡旋的幻影。
   1989年—太阳离银心到底有多远?这个所谓的“银心距”,对于银河系来说,是个基本的和重要的参数。自1918年以后的70来年间,一直有人根据球状星团的空间分布等方式进行探讨。许多人设法运用不同的方式研究。科学家们得出的数值不相同,最小为22800光年,最大为
27700光年。1989年得出的结果是24400光年,上下可能各有3000光年的误差。照这样说来,太阳和太阳系天体都在银河系中比较靠近中间的地方。
   2004年—天文学家使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年,因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁,因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
   2005年—科学家用斯皮策(史匹哲)红外太空望远镜对银河系中心进行了一次全景式扫描,他们分析了扫描得到的数据后认为,银河系的中心是一个棒状结构。天文学家说,这个棒状体长约2.7万光年,比早先的猜测长7000光年,它所指的方向相对于太阳和银心连线之间的夹角约为45度。这一研究成果证实了早先人们对银河系形状的猜想:银河系不是一个简单的旋涡星系,而是一个有棒状星核的SBc棒旋星系(旋臂宽松的棒旋星系),总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍。有大约1,000亿颗恒星。银河的盘面估计直径为100,000光年,太阳至银河中心的距离大约是26,000光年,盘面在中心向外凸起。
   2006年—银河系银晕的外面还有一个范围更大的物质分布区——暗晕,那是近年来科学家们十分关注的地方,因为暗晕中可能存在着大量的暗物质。2006年1月,科学家宣布说,他们已证实银河系发生了弯曲变形,而导致其变形的力量来自环绕其外围的暗物质激荡。科学家解释说,暗物质虽然看不见,但它们的质量可能是银河系中可见物质的20倍,所以对银河系中天体的影响是不可小视的。  银河系的棒旋结构
2008年—另外一个另人关注的问题是“人马座A*(Sagittarius A*)”:一个让人困惑多年的位于银心的射电发射源。天文学家一直怀疑那是存在于银河系中心的巨大黑洞,但始终没得到确凿的证实。2008年,科学家宣布说,他们通过观测证实银心中的确存在着黑洞。科学家花了16年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的28颗恒星,从而证实了黑洞的存在,因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明,这个名为“人马座A*”的巨型黑洞,其质量是太阳的400万倍,距离地球大约2.7万光年。
   2008年—最新的研究表明,银河系只有两条主旋臂,这两条主旋臂就是英仙座旋臂和盾牌座-半人马座旋臂,它们都与银河系核球中心的恒星棒连接着。这一认识来自2008年6月3日公布的一幅由斯皮策(史匹哲)红外太空望远镜拍摄的银河系照片,这是人类迄今为止拍摄到的最为详细也是最大的一幅银河系照片,它由80万张图片组合而成,全长达55米,分辨率比此前最为清晰的银河系照片高100倍。在这幅图片的帮助下,科学家对银河系进行了恒星计数,他们在计数后认为银河系只两条主要旋臂。在依据此项研究绘制的银河全图上,人们看到两条源于核球的主旋臂,太阳依然位于银河系接近边缘的地方,它的具体位置是猎户座旋臂的内侧,这是一条小旋臂,处于人马座臂和英仙座臂之间。人马臂和矩尺臂绝大部分是气体,只有少量恒星点缀其中。
十、科学发现1、观测伴星
  科学家利用NASA的远紫外谱仪探索卫星首次探测到船底座伊塔星(Eta Carinae)的伴星。船底座伊塔星是银河系中最重最奇异的星体,座落在离地球7500光年船底座,在南半球用肉眼就可以清楚的看到。科学家认为船底座伊塔星是一个正迅速走向衰亡的不稳定恒星。
2、奇特聚星
  据新华社14日电据14日出版的《自然》杂志报道,美国天文学家在距离地球149光年的地方天鹅星座中的HD188753星系发现了一个具有三颗恒星的奇特星系,在这个星系内的行星上,能看到天空中有三个太阳。处于
3、生命诞生
  近日美国宇航局寻找地球以外生命物质存在证据的科研小组研究发现,某些在实际生命化学反应中起到至关重要作用的有机化学物质,普遍存在于我们地球以外的浩瀚宇宙中。上述研究来自“美国宇航局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)”的一个外空生物科研小组。利用美国宇航局斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)最近的观测结果,天文学家在我们所居住的银河系内,到处都发现了一种复杂有机物‘多环芳烃’(PAHs)存在的证据。但是这项发现一开始只得到天文学家的重视,并没有引起对外空生物进行研究的天体生物学家们的兴趣。因为对于生物学而言,普通的多环芳烃物质存在并不能说明什么实质问题。但是最近一项分析结果中却惊喜的发现,宇宙中看到的这些多环芳烃物质,其分子结构中含有‘氮’元素(N)的成分,这一意外发现使我们的研究发生了戏剧性改变。在斯皮策太空望远镜的观测中还显示出,在宇宙中一些即将死亡的恒星天体周围,环绕其外的众多星际物质中,都大量蕴藏着这种特殊的含氮多环芳烃成分。这一发现从某种意义上似乎也告诉我们,在浩瀚的宇宙星空中,即使在死亡来临的时候,同时也孕育着新生命开始的火种。
4、宇宙膨胀
   通过分析星系团(图中左侧的点),斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着宇宙不断地膨胀。
   据英国《卫报》报道,证实宇宙正在膨胀是本年度最重大的科学突破。
   报道说,近73%的宇宙由神秘的暗能量组成,它是一种反重力。在19日出版的美国《科学》杂志上,暗能量的发现被评为本年度最重大的科学突破。通过望远镜,人类在宇宙中已经发现近2000亿个星系,每一个星系中又有约2000亿颗星球。但所有这些加起来仅占整个宇宙的4%。    现在,在新的太空探索基础上,以及通过对100万个星系进行仔细研究,天文学家们至少已经弄清了部分情况。约23%的宇宙物质是“暗物质”。没有人知道它们究竟是什么,因为它们无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见宇宙的总和。而近73%的宇宙是最新发现的暗能量。这种奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨胀。英国皇家天文学家马丁·里斯爵士将这一发现称为“最重要的发现”。
   这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和斯隆数字天文台(SDSS)的成果。它解决了关于宇宙的年龄、膨胀的速度及组成宇宙的成分等一系列问题的长期争论。天文学家现在相信宇宙的年龄是137亿年。
真实地图
  据美国国家地理杂志报道,日前,天文学家描绘出了银河系最真实的地图,最新地图显示,银河系螺旋手臂与之前所观测的结果大相径庭,原先银河系的四个主螺旋手臂,现只剩下两个主螺旋手臂,另外两个手臂处于未成形状态。
   这个描绘银河系进化结构的研究报告发表在本周美国密苏里州圣路易斯召开的第212届美国天文学协会会议上。3日,威斯康星州立大学怀特沃特分校的罗伯特?本杰明将这项研究报告向记者进行了简述。他指出,银河系实际上只有两个较小的螺旋手臂,与之前天文学家所推断结果不相符。
   在像银河系这样的棒旋星系,主螺旋手臂包含着高密度恒星,能够诞生大量的新恒星,与星系中心的长恒星带清晰地连接在一起。与之比较,未成形螺旋手臂所具有的高气体密度不足以形成恒星。
   长期以来,科学家认为银河系有四个主螺旋手臂,但是最新的绘制地图显示银河系实际上是由两个主手臂和两个未成形手臂构成。本杰明说,“如果你观测银河系的形成过程,主螺旋手臂连接恒星带具有着重要的意义。同样,这对最邻近银河系的仙女座星系也是这样的。”
   绘制银河系地图是一个不同寻常的挑战,这对于科学家而言就如同一条小鱼试图探索整个太平洋海域一样。尤其是灰尘和气体时常模糊了我们对星系结构的观测。据悉,这个银河系最新地图主要基于“斯皮策”空间望远镜红外线摄像仪所收集的观测数据。威斯康星州立大学麦迪逊分校星系进化专家约翰?加拉格尔说,“通过红外线波长,你可以透过灰尘实际地看到我们银河系的真实结构。”目前,“斯皮策”空间望远镜所呈现的高清晰图像使天文学家能够观测大质量恒星是如何进化、宇宙结构是如何成形的。
   “斯皮策”空间望远镜科学中心从事摄像仪研究的肖恩?凯里说,“通过这些清晰图片,你将真实地看到个别的太空目标,更加真实地理解银河系的结构特征。”
  这张最新的银河系地图包括螺旋手臂密度和位置的数据资料,马萨诸塞州哈佛-史密森天体物理学中心(CfA)马克?里德说,“目前我们开始以立体距离跟踪银河系的螺旋手臂结构。”   CfA的托马斯·戴姆指出,之前人们都认为我们的银河系有两对非常对称的螺旋手臂,但最新研究显示我们之前生活在美丽螺旋手臂星系梦想已破灭。
十一、背景知识1、周边星系
  NGC 7331经常被视为“银河的双胞胎”,从银河系之外回顾我们的银河或许就是这个样子。银河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,这个群总共约有50个星系,而本地群又是室女座超星系团的一份子。
   银河被一些本星系群中的矮星系环绕著,其中最大的是直径达21,000光年的大麦哲伦云,最小的是船底座矮星系、天龙座矮星系和狮子II矮星系,直径都只有500光年。其他环绕著银河系的还有小麦哲伦云,最靠近的是大犬座矮星系,然后是人马座矮椭圆星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分仪座矮星系、天炉座矮星系和狮子I矮星系。 2、三角座星系
在2006年1月,研究人员的报告指出,过去发现银河的盘面有不明原因的倾斜,现在已经发现是环绕银河的大小麦哲伦云的扰动所造成的涟漪。是在她们穿过银河系的边缘时,导致了某些频率的震动所造成的。这两个星系的质量大约是银河的2%,被认为不足以影响到银河。但是加入了暗物质的考量,这两个星系的运动就足以对较大的银河造成影响。在加入暗物质之后的计算结果,对银河的影响增加了20倍,这个计算的结果是根据麻萨诸塞州大学阿默斯特分校马丁·温伯格的电脑模型完成的。在他的模型中,暗物质的分布从银河的盘面一直分布到已知的所有层面中,结果模型预测当麦哲伦星系通过银河时,重力的冲击会被放大。
穿过空间速度
  一般而言,根据爱因斯坦的狭义相对论,任何物体通过空间时的绝对速度是没有意义的,因为在太空中没有合适的惯性参考系统,可以作为测量银河速度的依据(运动的速度, 总是需要与另一个物体比较才能量度)。
   因为各向宇宙微波背景辐射非常的均匀,只有万分之几的起伏。 所以就让乔治·斯穆特想到了一个方法,就是测量宇宙微波背景辐射有没有偶极异向性。
   在1977年, 美国劳伦斯伯克莱国立实验室的乔治·斯穆特等人,将微波探测器安装在U-2侦察机上面,确切地测到了宇宙微波背景辐射的偶极异向性,大小为 3.5±0.6 mK,换算后,太阳系在宇宙中的运动速度约为390±60 km/s,但这个速度,与太阳系绕行银河系核的速度220 km/s 方向相反,这代表银河系核在宇宙中的速度,约为600 多km/s。
   有鉴于此,许多天文学家相信银河以每秒600公里的速度相对于邻近被观测到的星系在运动,大部分的估计值都在每秒130~1,000 公里之间。如果银河的确以每秒600公里的速度在运动,我们每天就会移动5,184万公里,或是每年189 亿公里。相较于太阳系内,每年移动的距离是地球与冥王星最接近时距离的4.5倍。
2、未来情况
  目前的观测认为仙女座星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向银河系运动,在30-40亿年后可能会撞上银河系。但即始真的发生碰撞,太阳以及其他的恒星也不会互相碰撞,但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。
   天文学家发现银河系“比之前想象的要大。” 据英国广播公司6日报道,由国际天文学家组成的研究小组发现,地球所在的银河系比原来以为的要大,运转的速度也更快。   天文学家利用在夏威夷、加勒比海地区和美国东北部的天文望远镜观察得出结论,银河系正以每小时90万公里的速度转动,比之前估计的快大约百分之十。
   银河系的体积也比之前预计的大一半左右。
   科学家们指出,体积越大,与邻近星河发生灾难性撞击的可能性也增大。
   不过,即使发生也将是在二、三十亿年之后。
   美国哈佛-史密森天体物理学中心的研究员利用“超长基线阵列”(Very LongcenterArray)仪器来推论地球所在银河系的质量和速度。      研究员表示,使用这个方法找出的数据更准确,比较以前的方式所需要的假定更小。
   研究员还说,最新发现显示银河系与仙女座星系(Andromeda Galaxy)的大小相约。
   仙女座星系、银河系和三角星系是地球所在的星系群中三个最大的星系。
   此前,科学家一直认为仙女座最大,银河系只是仙女座的“小妹妹”。
   研究员在美国加利福尼亚州第213届美国太空学会会议上发表有关研究结果。
十二、常用数据
  质量≈10E11太阳质量
   直径≈100千秒差距
   银心方向:α=17h42m.5,δ=-28°59′
   太阳距银心≈9千秒差距
   北银极:α=12h49m, δ=-27°2'
  太阳处银河系旋转速度≈250公里/秒
   太阳处银河系旋转周期≈220E6年
   相对于3K背景的运动速度≈600公里/秒
  (朝向α=10h,δ=-20°方向) 
参考资料
1 银河系  
http://www.souezu.cn/Item/50093.aspx
扩展阅读:
1 http://www.escience.gov.cn/newMetaSearchEngine/Crawler?resourceId=sciencepalace_14853
2 http://tech.china.com/zh_cn/science/universe/1030/20090113/15280641.html
3 英国摄影师捕捉到银河系精美画面
4 http://tech.sina.com.cn/d/2011-03-02/08105234543.shtml
来源:http://baike.baidu.com/view/6282.htm
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银河系最古老恒星揭示宇宙早期形成历史
    银河系类似于图中的草帽星系NGC4594--一个光盘形状的螺旋星系,含有约2000亿颗恒星。在银河平面的上方和下方有一个光环,其中包括数十亿年前形成的古老恒星。一般认为,这些古老恒星含有较少的金、铂和铀等重元素,但最新研究表明,宇宙形成早期,巨型恒星爆炸喷射到太空中的重元素形成了富含重元素的新恒星
    据国外媒体报道,丹麦天体物理学家通过对我们银河系中最古老的“恒星化石”进行长达数年的观测研究,最近获得重大发现,宇宙早期的超新星爆发使恒星一代比一代含有的重元素多,从而揭示了宇宙早期形成历史。
  我们的银河系最古老的恒星中,有些被称为“恒星化石”,因为它们含有异常大量的金、铂和铀等重元素。虽然它们常见于较年轻的恒星群中,但如此大量的古老恒星来自哪里一直是个谜。丹麦哥本哈根大学的尼尔斯-波耳研究所(Niels Bohr Institute)的研究人员已经花费好几年时间研究这些古老的恒星,他们利用欧洲南方天文台巨型望远镜跟踪这些重元素的起源,最近的观察结果解释了这些重金属在宇宙早期是怎样形成的。他们的研究成果发表于最新出版的《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)杂志上。
  研究表明,宇宙大爆炸后不久,宇宙主要由神秘的暗物质、氢和氦组成。由于其自身的重力,暗物质和气体成群分布,它们形成了最早的恒星。在这些恒星灼热的内部,氢和氦熔化在一起,首次形成较重的元素,如碳、氮和氧。不久以后(几亿年),目前已知的恒星重元素全部形成。然而,这些早期恒星只包含今天看到的太阳中含有的重元素的千分之一。研究人员解释称,因为每次大质量恒星在剧烈的爆炸中燃烧和消亡,这种爆炸就是超新星爆发,它会释放气体云和新形成的元素到太空中,这些气体云会收缩,最后崩溃,并形成新的恒星。这样,新一代的恒星含有的重元素就会变得比较丰富。因此,当我们发现早期宇宙的古老恒星含有相对丰富的重元素就会感到奇怪。但是,它们确实存在于我们的银河系中。该研究小组的负责人、尼尔斯-玻尔研究所的天体物理学家特瑞斯 汉森(Terese Hansen)解释说:“在银河系外部也有古老的“恒星化石”,它们起源于我们银河系的童年时期,这些年老恒星处于星系的光环上方和平盘下方。但所占的比例比较小,约为1-2%的原始恒星含有比较多的铁等最重的元素和其它重元素。”
  该研究小组利用欧洲南方天文台的巨型望远镜研究这些古老的恒星已有几年时间。为了了解重元素的起源,他们利用北欧光学望远镜跟踪这些“异常”的恒星长达四年之久。特瑞斯 汉森与尼尔斯-玻尔研究所和美国密歇根州立大学的研究人员一起计算恒星运行速度,她解释说:“经过几年艰苦的观测工作,我突然意识到三颗恒星绕明确的轨道运行,而其它恒星的运行方向显得很杂乱,这是一条重要的线索,可以解释什么样的机制创造了恒星中的这些元素。”
  她解释说,有两种理论可以解释早期恒星为什么含有较多的重元素。一种理论认为,这些恒星都是紧密的双星系统,其中一颗恒星以超新星爆炸形式灭亡,爆发的物质喷涂在其伴侣恒星表面,薄薄的一层含有金、铂和铀等重元素。另一种理论认为早期的超新星(爆炸巨星)向各个方向喷射重元素,因此这些元素形成弥漫气体云,最终形成我们今天所看到的一些星系光环上的古老恒星。
  特瑞斯 汉森说:“对恒星运动的观察表明,绝大多数重元素含量丰富的恒星其实是单星系统,只有20%的恒星属于双星系统,这是完全正常的。因此第一种理论不可解释普遍现象。为什么一些古老恒星含有异常丰富的重元素?因为爆炸的超新星喷射重元素到太空中。超新星爆炸,金、铂和铀等重元素击中周围的气体云,形成令人难以置信的富含重元素的恒星。” 这一突破性成果使她获得了由德国海德堡大学授予的天体物理学博士学位。
来源:大河网http://news.dahe.cn/2011/11-17/100947457.html
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银河系到底有多大?有法测了 
该成果有助于人类进一步测出其他天文位置的距离,进而最终了解银河系的结构和大小 
▲虽然是人类居住的星系,但我们从前一直难以了解银河系的真面目。
    新华社南京2月3日电(宋蝶 石永红)美国权威学术期刊《科学》日前刊登了论文《银河系英仙臂的距离》。这篇论文公布了4位中外科学家在天文研究方面取得的一项突破性成果——专家们借助射电望远镜精确地测定出银河系离太阳最近的一个叫英仙臂的地方距离地球约为6370光年。
    科学家们表示,由此起步,人类将可以直接测量银河系的大小,从而逐步揭开银河系的种种“不解之谜”。
    《银河系英仙臂的距离》是上海天文台的徐烨博士在南京大学天体物理博士后工作期间和其导师、南京大学天文系教授郑兴武,美国哈佛—斯密松宁天体物理中心玛克·瑞德博士以及德国马普射电天文研究所卡尔·曼顿教授合作完成的最新研究成果。
    郑兴武上世纪80年代初曾留学哈佛大学,与美国哈佛—斯密松宁天体物理中心长期保持着密切的合作研究关系。他介绍说,银河系作为人类居住的星系,人类一直想了解清楚其真实模样,但由于其无边无际,很难了解其真面目。过去科学家们往往通过建立某种模型来构架银河系的漩涡结构,但随着现代天体物理学的发展,这种模型的局限性日显突出。
    2003年7月至2004年7月间,徐烨和郑兴武等4位中外科学家在合作研究中完全摒弃了模型假设,利用世界上分辨率最高的射电望远镜,对地处英仙座的距离太阳最近的一个天文上叫英仙臂的位置进行直接测量,他们采用以太阳和地球的距离为基线的三角视差方法,5次观测到英仙臂中一个大质量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射,得出了该处距离地球约为6370光年的精确结论。过去,科学家借助多种方法对英仙臂进行测量,有的认为有6000多光年,有的说有1万多光年,这一精确测量解决了长期争论。
    郑兴武说,在测出英仙臂的距离后,人类可进一步测出其他天文位置的距离,从而最终了解清楚银河系的结构和大小。
■链接
科学家首次直接证明彗星上有冰
    新华社洛杉矶电(记者陈勇)美国“深度撞击”项目科学家2日报告说,他们发现了彗星“坦普尔1号”的彗核表面存在水冰的证据,这是科学家首次直接证明彗星上有冰。
    去年7月3日深夜到4日凌晨期间,美宇航局的“深度撞击”飞船向“坦普尔1号”彗核释放了一个撞击器。这次撞击不仅在太空中放了个大“焰火”,更使科学家们有机会直接研究彗核的构成。
    “深度撞击”项目科学家,利用飞船上搭载的照相机和红外线光谱分析仪对“坦普尔1号”彗核表面进行扫描,从而发现了冰存在的迹象。他们的论文发表在当天出版的新一期《科学》杂志网络版上。
    “深度撞击”飞船拍摄的彩色照片上,“坦普尔1号”彗核表面大部分是灰黑色,但有一些斑点略显蓝色。而红外线吸收光谱则显示出,这些蓝色的斑点是冰,这些冰的颗粒尺寸大概有数十微米大小。
    进一步分析则显示彗核表面的冰含量很少。“坦普尔1号”彗核表面积有120平方公里,蓝色斑点代表的冰所覆盖的面积仅为0.5平方公里,而且这些冰的纯度只有6%,也就是说只有相当于0.03平方公里的彗核表面是覆盖纯冰的。
    彗星飞近太阳时,彗核受热会喷发出水蒸气和冰屑。研究人员估算“坦普尔1号”喷发出的水成分后发现,彗核喷发的水量远远超过它表面沉积的冰,因此他们认为,彗核内部应含有更大量的冰。
    论文第一作者、科学应用国际公司研究人员桑西恩说,尽管人们早知道彗星上有水,但这是科学界首次直接证实彗核表面覆盖着冰,这一发现不仅有助于了解彗星的物质构成,也可能有助于探索地球上水和生命的起源。她认为,地球上的水和构成生命的大分子有机物都可能来自彗星。
来源:新华网http://news.xinhuanet.com/mrdx/2006-02/04/content_4133883.htm
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银河系有多大?
    许许多多的恒星合在一起,组成一个巨大的星系,其中太阳系所在的星系叫银河系。银河系像一只大铁饼,宽约8万光年,中心厚约1.2万光年,恒星的总数在1000颗以上。
天文学家发现银河系新旋臂 由一氧化碳构成
    据国外媒体报道,剑桥大学的天文学家通过探测银河系中一氧化碳的方法,发现银河系的多了一条由一氧化碳分子构成的气体旋臂,新发现的气体旋臂位于人马座旋臂的末端。这条气体旋臂的存在使得银河系的外围旋臂之谜更加的扑朔迷离。而目前银河系的外围旋臂主要由矩尺座旋臂、南十字旋臂、英仙座旋臂、人马座旋臂和猎户座旋臂构成。
    结合2005年斯皮策红外空间望远镜的观测数据,我们的银河系中央核心应该更长更大,使得整个核心看起来像一个超级棒状结构。在棒状结构的两端,延伸出两个主要的旋臂,这些旋臂结构有点儿像“星系的排气管”,从银河系的中央区域延伸到外围,但是从太阳系所处的位置来看,由于巨大的星际尘埃带以及气体云的遮挡,我们只能直接观测到银河系的部分悬臂结构,所以,从严格意义上说,我们不能将其他星系的外观臆想成银河系的样子,也不能将银河系的局部特征放大到整个星系的全部外观上。
   在这些外围旋臂上,点缀着无数的恒星以及行星系统,还有巨大的星际尘埃带、气体云等等。我们的太阳系就位于其中一个外围旋臂上,这个旋臂结构叫“猎户座旋臂”,距离银河系中心大约2.5万光年。直到现在为止,银河系全部的外围旋臂还没有被人类完全认识,目前最常用的是通过较长的波长来对超远处的天体以及星系空间局部构造进行观测,而波长较长则可以减少尘埃等对观测造成的阻碍。并且从这一点出发,也可以通过探测如一氧化碳分子的分布情况,勾勒出银河系的部分结构特征,使得一氧化碳分子成为探寻银河系结构的示踪剂。
   进而,剑桥大学的天文学家Tom Dame和Pat Thaddeus通过1.2口径的射电望远镜利用一氧化碳指示法,在距离太阳系极远的宇宙深空中,或者说在银河系的另一端发现存在另一种旋臂结构,这个发现证实了此前有研究表明:在盾牌-半人马旋臂的末端存在着由气体分子构成的新旋臂,并测量了这些气体分子旋臂的气体浓度。
   但是这些气体是从何而来?可能解释是在恒星处于生命的晚期,外层气体结构中碳的浓度远高于氧的浓度。碳原子和氧原子结合,经过漫长的时间积累,在这一带上就聚集了相当的一氧化碳的浓度。也有研究表明:恒星产生一氧化碳过程不仅仅是晚年恒星的专利,就是连太阳也有这种活动。在上世纪70年代中期,对银河系内一氧化碳浓度进行初步的分布调查,结合这些数据以及先进的射电观测技术,对揭开并全面确定银河系外围各旋臂结构之谜将有非常积极的意义。
来源:http://www.hljstwxh.com/xinwen333.html
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文]天文学家发现银河系中心有个罕见大恒星棒
核心提示:
   借助美国宇航局的“斯皮策”太空望远镜,天文学家发现我们银河系的中心有一个长达数万光年、由数千万颗恒星组成
  借助美国宇航局的“斯皮策”太空望远镜,天文学家发现我们银河系的中心有一个长达数万光年、由数千万颗恒星组成的大“光柱”,看上去像是漩涡中明亮的“猫眼”。
银河系是由4条大旋臂组成的旋涡星系,形如漩涡。而这个漩涡的中心——“银心”样子如何,天文学界还有争议。以前天文学家认为银心接近椭圆状,但近年来天文观测发现,其他旋涡星系的中心是柱状,这使部分天文学家认为我们银河系的中心也可能是柱状。
  不过,由于太阳系以及地球在旋臂上的位置离银河系中心相当近,只有约2.8万光年,天文学家要观测到银心的完整形状很困难,好比“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。
  而“斯皮策”太空望远镜透过数万光年厚的星际尘埃,“看”到了银河系中心3000多万颗恒星发出的红外光,对银河系中心进行了一次全景式扫描。美国威斯康星大学天文学家用约一年时间分析这些数据,得到了银河系中心为柱状的最直接证据。
本文转自奇趣网:http://www.4908.cn/show.aspx?id=146&cid=4
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我国科学家证实:银河系中心果真有超级黑洞
   我国科学家证实:银河系中心果真有超级黑洞
  银河系中心天区大视场图(中间最亮处就是超大质量黑洞所在之处)。
中科院上海天文台沈志强提供
  黑洞模似图片
  中国科学院上海天文台沈志强研究员领衔的国际天文研究小组,在经过8年的研究后,找到了银河系中心人马座A*是超大质量黑洞的确凿证据。
  这一研究成果刊登在今天出版的英国《自然》杂志上。该杂志评价说:“这是天文学家第一次看到如此接近黑洞中心的区域,也终于找到了迄今为止最令人信服的证据,支持了‘银河系中心存在超大质量黑洞’的观点。”
  人马座A*这个神秘射电发射源位于距离地球2.6万光年的银河系的中心,被公认为是研究黑洞物理的最佳目标。从1997年开始,沈志强和他的合作者,包括美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院的梁茂昌、美国哈佛史密松天体物理中心的贺曾朴和赵军辉,将目光锁定这一天体,并最终测定人马座A*的直径大小仅为1.5亿公里,相当于地球公转的轨道半径,因此推算出该天体质量密度异乎寻常的高,比目前任何已知的黑洞候选者的密度,都至少要大一万亿倍以上,有力地支持了人马座A*存在超大质量黑洞的物理解释。
  研究小组成功拍摄到的迄今为止最接近该黑洞的“射电照片”,是确定人马座A区域直径最有力的支持。从1997年开始,该国际研究小组利用位于北半球10个射电望远镜组成的阵列,展开大量观测,并用新方法不断提高观测精度,最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。这是目前天文学中可提供的最高空间分辨率,也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。
  黑洞是研究宇宙起源的关键问题之一。根据黑洞理论,黑洞的密度是如此之大,以至于光都无法逃脱它的引力,因此从外表看,这种天体是全黑的。这使得天文学家寻找黑洞的工作十分困难,只能根据黑洞能够剧烈“吞噬”附近天体这一性质确定其存在,也使得如何从观测上证实黑洞成为现代天体物理学最具挑战性的课题之一。
中国科学家量出黑洞大小 质量是太阳的40万倍
  白圈部分就是科学家论证的黑洞位置
  在我们生活的银河系中心位置,藏匿着一个人肉眼无法看见的“超级黑洞”:它的直径与地球相当,质量却至少是太阳的40万倍。它“吞噬”周围的所有物质,连光也无法逃逸出去。利用国际最先进的地面望远镜阵列,上海科学家领导的一个国际小组成功拍摄到了迄今为止最接近该黑洞的“射电照片”。
  今天出版的英国《自然》杂志刊登了这一重大成果,并专门配发了评论。主持此项工作的中科院上海天文台沈志强研究员说,这是现有观测条件下,确认银河系中心存在该“超级黑洞”的最令人信服的证据。这个黑洞位于人马座方向,距地球约26000光年。
  据悉,早在上世纪30年代,天文学家就从理论上预言了黑洞存在,但由于它本身不发光,因此,如何从观测上证实黑洞成为现代天体物理学最具挑战性的课题之一。近几年来,包括“哈勃”等空间和地面大型望远镜已经遴选出许多“候选黑洞”,其中离我们最近的银河系人马座目标是各国天文学家竞相研究的热点。
  从1997年开始,利用位于北半球10个射电望远镜组成的阵列,沈志强领导的国际小组展开大量观测,并用新方法不断提高观测精度。在5年中,无线电波的“视线”一步步接近该黑洞,最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。
  “这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域,确实令人兴奋”,沈志强说。通过观测,科学家们发现,这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度也十分惊人,比现有的“候选黑洞”密度要大10000亿倍以上。
  ■相关链接
  根据黑洞理论,黑洞是由大质量的恒星坍缩形成的。此时原来构成恒星的物质集中于一“点”,其密度趋向无限大,以至于光都无法逃脱它的引力。因此从外界看,这种天体是全黑的。由于黑洞的这一特点,使得天文学家寻找黑洞的工作十分困难。天文学家只能根据黑洞能够剧烈地“吞噬”它附近的天体这一性质,确定其存在。
  通常黑洞有三种类型,一种是位于星系中央的“超级黑洞”,另一种是恒星级的黑洞,其质量大概有数十个太阳左右。还有是介于两者中间的“中等质量黑洞”。
http://www.gmw.cn/content/2005-11/04/content_327151.htm
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【銀河系中心神秘百慕大區發現新的大恆星團】
    新發現的銀河系百慕大三角區大恆星團根據哈勃網站1月9日發佈的新聞簡報,天文學家運用斯匹哲紅外望遠鏡,在銀河系「百慕大」區域發現新的大恆星團,它是銀河系最大的星團之一,該恆星團被認為是困惑天文學家多年的神秘X-射線和伽瑪射線之源。銀河系中心有一個小的區域多年來一直發射著神秘的X-射線和伽瑪射線,因此被天文學家稱為銀河系的百慕大三角區。美國空間望遠鏡科學研究所費格(Don Figer)所領導的天文學家小組發現神秘放射源來自一個新的大恆星團,它比銀河系中典型的恆星團要大20倍,是銀河系最大的星團之一。
    新星團位於地球外1萬8千9百光年外到銀河系中心大約三分之二的位置,以其高能活躍而被眾所周知。
天文學家估計,其質量是太陽的2萬倍,其中擁有2萬個恆星。新星團存在的支持證據是它有14個紅色超巨星(就是接近生命尾聲的重恆星),它們的體積膨脹到超新星爆發前的100倍。新星團中所含14顆紅色超巨星是銀河系其它星團的3倍。費格的研究小組認為,X-射線和伽瑪射線爆發就是在超新星爆發的時候產生的。
http://www.wskybbs.com/?dp-bbsthread-10114.html
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德国天文学家称:银河系中心气味如同山莓
    德国天文学家最新研究显示,银河系中心发现新的化学分子,其具有山莓的气味
  据英国卫报报道,日前,德国天文学家宣称,银河系中心有着独特的气味——如同山莓和朗姆酒的味道,他们进行的这项深太空寻找化学物质的研究暗示着其他可能存在生命的行星表面上含有大量具有水果味道的化学物质。
  天文学家在搜寻银河系中心巨大灰尘云中的生命构成元素时推断称该区域的气味大致接近山莓。这项预料不到的发现是天文学家基于30米直径的IRAM射电望远镜多年以来的观测结果,他们期望能够在银河系中巨大的灰尘和气体球体中探测到构建生命至关重要的复杂分子。
  在星际之间发现氨基酸对于天体学家而言非常重要,发现氨基酸意味着它们能够结合分子进而可能在其他星体上孕育生命。在最近的观测中,天文学家对人马B2星座数以千计的观测结果进行筛选分析,人马B2星座是银河系中心拥有广阔灰尘云的区域。虽然天文学家并未发现氨基酸,但是他们发现了甲酸乙酯(ethyl formate),一种具有山莓气味的化学物质。
  德国波恩市马克斯-普朗克射电天文学学会天文学家阿纳德-贝克彻(Arnaud Belloche)说:“它们的气味就如同山莓,但在宇宙中还混合着其他分子,这将是一种太空中独特的‘山莓’气味。”不同寻常的是,甲酸乙酯还有另外一个特征——它也拥有朗姆酒的气味。
  天文学家使用位于西班牙的IRAM射电望远镜分析了人马B2星座中环绕新生恒星的浓密炽热区域的电磁辐射,新生恒星的放射物被气体云周围漂浮的分子所吸收,基于不同类型分子,这些放射物以不同形式的能量进行再次喷射。在对该区域的数据搜寻中,天文学家还在相同的灰尘云中发现另一种至关重要的化学物质——丙基氰(propyl cyanide),目前,丙基氰和甲酸乙酯成为迄今深太空中分布数量最多的两种化学分子。
  贝克彻和他的同事美国康奈尔大学罗宾-加罗德(Robin Garrod)从灰尘云中收集了4000多例截然不同的数据信息,目前他们仅对其中的一半数据进行了分析。贝克彻说:“迄今为止,我们已在银河系内发现50种分子,但最新发现的甲酸乙酯和丙基氰是之前未曾发现的。”这项研究结果发布在4月20日在英国赫特福德郡大学召开的欧洲天文学和太空科学周会议上。
  2008年,当研究小组发现一种叫做氨基氰化甲烷(amino acetonitrile)的化学分子,由于它能够构成氨基酸,他们非常迫切地期望能够在银河系内发现氨基酸。目前这项最新发现增强了研究人员的信心,这两种化学分子是最简单的氨基酸形式——氨基乙酸,氨基酸是蛋白质的构建成份,如果在宇宙某处非常广泛地看到该分子存在,它作为复杂生命体形成的至关重要元素暗示着生命体的存在可能性。
  贝克彻说:“如果在未来几年里我们在宇宙中发现一种氨基酸,我并不会感到吃惊。”在此之前天文学家探测到宇宙中存在着多种较大的分子,其中包括:乙醇和乙醛。他还指出,在宇宙中寻找复杂的分子是非常困难的,在宇宙空间里包含着许多不同类型的分子,但是这些“指纹信息”很容易重叠交叉,很难进行区分。
  一些分子被认为是当一些化学物质已存在于灰尘颗粒中进行再结合,从而可以形成更复杂的化学分子链。加罗德说:“在分子形成过程中并没有对分子大小进行限制,因此这里有很好的理由可以解释宇宙中有更复杂的有机分子可能存在。”
来源:http://www.43453.com/viewnews-3027.html
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日本绘出最为精密的银河系暗黑星云全图(图)
    据日本多家媒体日前报道,日本东京学艺大学的土桥一仁助等人绘出了有史以来最为精密的暗黑星云全图。预计今后将成为天文研究的重要基础资料。
    土桥等人利用自行开发的计算机软件,对1950年以来美国和澳大利亚天文望远镜拍下的1541张星空图片进行了分析,从1998年至今年2月,历时6年共调查了约7亿颗星体的亮度,最后确定了5289个暗黑星云的精确位置。
    此前,暗黑星云只有美国的Lynds博士在1962年记录了1802个,而且精度也很低。传统的研究方法运用“星数计测”法——先数出星空图上的行星数量,然后调查它们分布的疏密,从而测出暗黑星云的详细分布和尘埃含量。但由于浩瀚的太空中行星数量太多,仅凭肉眼全部“星数计测”是不可能的。土桥等人利用近代迅速发展的高性能计算机,分析了大量累积下来的星空图片,对暗黑星云的基本物理参数——减光量进行了测定,最终绘出了记录暗黑星云位置的全图。(减光量指星光因暗黑星云遮挡而减低的亮度等级,例如暗黑星云背后原来5等级的星体观测时为6等级,那么该暗黑星云的减光量则为1等级。)
    暗黑星云是漂浮在宇宙中的庞大尘埃集合体,其特征是与周围的宇宙空间相比有着非常高的密度(100倍~100万倍)。暗黑星云作为孕育太阳等恒星、地球等行星的“摇篮”,在银河系研究中有着独特的重要作用。

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天文学家绘制银河系恒星诞生区域太空地图 
     银河系中心有一个超大质量黑洞,质量有太阳的400多万倍,距地球25000光年。Sgr B2是银河系中心最大的分子气体云之一,图中橘红色显示的正是Sgr B2分子气体云。
这是ATLASGAL项目组观测并彩色合成的银河系部分银道面。银道面是银道所在的主平面。银河系成员如恒星、尘埃云及气体等,绝大部分都对称地分布在这个平面的两侧。图中显示了数个星云,Sgr B2气体分子云和银河中心。
  据美国太空网报道,天文学家观测并绘制了银河系恒星诞生区域的太空地图。据欧洲南方天文台科学家最新绘制的太空地图显示,银河系中存在着数千个寒冷的宇宙尘埃结点。这些结点此前从未被发现过,而且每一个结点都将可能生成一颗恒星。
  银河系恒星诞生地位于银河系的中心区域。银河系中心有一个超大质量黑洞,质量有太阳的400多万倍,距地球25000光年。在这一处于完全混沌的区域中,不管是恒星、气体还是尘埃都被紧紧地压缩在一起,大质量恒星就诞生于此。由于该区域非常模糊,充满尘埃,因此光学望远镜通常无法看到任何事物。
  但是,宇宙物质通常还会发射出各种形式的辐射物。因此,欧洲南方天文台通过亚毫米波望远镜对宇宙辐射物进行了观测,获得了大量的最新数据并绘制了这幅至今为止最大最全面的银河系宇宙尘埃图。南方天文台“亚毫米波望远镜大区域星系观测”(ATLASGAL)项目首席天文学家弗雷德里克-舒勒尔介绍说,“这幅地图不仅仅可以帮助我们研究大质量恒星的形成过程,而且还可以让我们从宏观角度观测银河系。” 欧洲南方天文台(European Southern Observatory,缩写为ESO,简称欧南台)由比利时、瑞典、法国、德国、荷兰、丹麦、意大利和瑞士8国于1962年合建,现由13个欧洲国家组成。主要观测设施建在位于智利圣地亚哥北600公里处的拉西亚山上。研究领域有恒星、星系、星际物质、星系团、类星体、X射线天文学、γ射线天文学、射电天文学和天文仪器与技术方法等。
  亚毫米波在电磁波频谱中位于红外线和无线电波之间。亚毫米波段(波长约为0.35~1毫米)进行天文观测研究是天文学的一个重要分支,对星际物质﹑恒星的形成和演化等重要课题的研究做出了重要贡献。星际介质通常由气体和宇宙尘埃组成,看起来更像是细砂或烟灰。但是气体主要是氢气,相对来说很难探测到。因此天文学家就是通过亚毫米波捕获宇宙尘埃所散发出的微弱热量来寻找这些高密度区域。
  从ATLASGAL尘埃地图上看,新发现的尘埃区在银河系中形成了一条狭窄的带状区域,大约相当于天空中满月直径的四倍宽。地图覆盖了银河系中密度较高的中心区域,大约指向人马座方向。最新发现的尘埃结点直径通常大约为两光年,其质量大约太阳质量的10倍到数千倍之间。此外,ATLASGAL项目组还在星际介质中发现了细丝状和泡泡状的美丽图案。
来源http://www.kuqin.com/shuoit/20090708/61296.html
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三大太空望远镜合拍银河系中心壮观景象(图)
     据英国《每日邮报》报道,为纪念伽利略发明望远镜400周年,天文学家用哈伯太空望远镜、斯皮策太空望远镜和钱德拉X射线望远镜拍摄到了银河系中心五彩缤纷的绝美照片。
     从照片中可看到,我们的银河系呈现出格外壮观的景象,令人惊叹!五颜六色、旋转发光的星团点缀着宇宙尘云,数以百计的蓝色和红色恒星闪闪发光,由大恒星组成的蓝白色星簇遍布各处,新的恒星正在弥漫的红色尘云中诞生。这令人眼花缭乱的图像包含着各种颜色,有红色、黄色、蓝色和紫色。图片由哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和钱德拉X射线望远镜一起拍摄。这三架太空望远镜,观测着距离地球2.6万光年的银河系中心。一光年等于光在一年中所走的距离,即约九万四千六百亿公里。
     银河系是地球和太阳所属的星系,从内向外分别是银心、银核、银盘、银晕和银冕。侧看银河系,它就像一个中心略鼓的大圆盘,鼓起处为银心,是恒心密集区,整个圆盘的直径约为10万光年。圆盘中心鼓起的球状部分称核球,核球中心有一个很小的致密区域,称银核,它是银河系的中心。圆盘外面是一个范围更大的近于球状的部分,那里物质密度比圆盘部分低得多,称银晕。银河系约有2000多亿个恒星,核心周围的核球,有缠绕着它的旋臂。银河系的中心距太阳约23000光年,位于人马座方向。太阳仅处于银河系的猎户臂的内侧边缘附近,到中心的距离约占半径的2/3,绕银心旋转一周约2.5亿年。图片显示的是银河系的中心。
     科学家们可以使用红外线和X射线观测到银河系中心微暗的尘埃和附近物质的激烈活动。他们拍摄的这张照片实际上是银河系中心范围内250光年的距离,相当于一轮满月的角幅。照片反映了天文学研究的国际合作精神,哈勃望远镜是欧洲航天局和美国宇航局的合作项目,斯皮策和钱德拉均是美国航天局的太空观测计划的一部分。
     这是有史以来在银河系中心区域拍摄到的最大的红外线照片之一。每个太空望远镜照出了不同的颜色。黄色代表哈勃的近红外线观察,它善于拍摄令人惊异的可见光图像。这些红外观测显示了最活跃的恒星诞生的地方,可看到成千上万颗恒星。银河系中心的特点是在右下角有明亮的碎片,左边的是温热的大气团,热气来自明亮的恒星群。此外,哈勃望远镜在该区域还发现了更多的大质量恒星。
     红色代表斯皮策红外线观测。来自恒星的辐射和气流形成了炽热的尘埃云,使整个图像显得错综复杂。蓝色和紫色则代表钱德拉X射线观测。X射线来自恒星爆炸释放的几百万度的热气和银河系中央超大规模的黑洞外流。左边明亮的蓝色小斑点是由双星系释放出来的物质,双星系包括中子星或黑洞。一个超大质量的黑洞,比太阳大400万倍,驻留在右下角的明亮区域内。当这些景象汇集起来,就向我们展示了银河系有史以来最为详细、最壮观的图像。
     拍摄该图像是为了纪念意大利天文学家和物理学家伽利略·伽利莱(1564年--1642年)。1609年8月25日,伽利略首次使用望远镜进行天文观测,观测到月球上的火山口、金星和太阳黑子。这一举动在人类科学史上引发了一场革命,深刻影响了科学的发展乃至整个人类社会的进步,改变了人类的宇宙观。英国皇家天文学会的罗伯特·梅西(Robert Massey )博士说:“这张照片透露给我们一个信息:从400年前到现在,天文学取得了多么惊人的进步!400年前,我们透过望远镜只能看到星星,数十年前,我们对银河系中心还一无所知,现在我们能够看得一清二楚。”
 http://ytdfwl.com/hot_kx.php?offset=58&news_id=359
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银河系周围充满游荡黑洞伺机吞噬星体
     美国科学家称,最新发现了数百个“无赖”黑洞在银河系周围,它们伺机吞噬与其相遇的恒星和行星,科学家用超级计算机模拟其威胁。
     美国天文学家10日称最新发现数百个“无赖”黑洞就正在银河系周围随意游荡,它们伺机吞噬与其相遇的恒星和行星。
     黑洞是密度超大的星球,能吸纳一切,包括光。黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引而无法逃脱。黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。
     两个不同大小或不同旋转速度的黑洞相遇将会有什么发生呢?最近科学家们利用超级计算机模拟了“无赖”黑洞可能带来的威胁。
     首先,相遇的两个黑洞将会合二为一,并以2500英里每秒的高速度在太空中飞行。任何星体或太空船要是与这种加强版的黑洞狭路相逢的话,必然被其吞掉,绝无生还可能。
     美国纳什维尔范德比尔特大学的天文学家Kelly Holley-Bockelmann博士表示,预测这种危险是非常困难的,监测这种无赖黑洞简直就是徒劳。只有当这样的一个黑洞吸纳了大量的气体后,人们才有可能对其进行探测。因为研究者可以观察到附近受超强引力作用弯曲的光线,进而知道黑洞的行踪。该过程会产生一种重力透镜效应,使背景星体随即移位并变得明亮耀眼。
     Holley-Bockelmann对位于球状星团之中的“中等质量”黑洞做了研究。球状星团是由远古以来的十万到百万颗星体组合成的。这种类型的黑洞质量可能相当于几千个太阳,其存在还有争议。Holley-Bockelmann的工作组研究了中等质量黑洞与小一点的“恒星型”黑洞相撞的后果,二者相撞会造成联合的黑洞以极高的速度弹射出球状星团。
     天文学家现在有充足证据证明恒星型黑洞的存在,其质量小于一百个恒星,是巨星在其生命末期爆炸形成的,遍布于球状星团当中。如果以不同速度旋转的黑洞发生碰撞的话也会产生类似的后果。
     Holley-Bockelmann说:“球状星团内的恒星型黑洞质量各异,其旋转方式千差万别,没有规律,我们对黑洞的初始质量也有不同的假想。从最保守的观点来假想,我们会发现即使球状星团刚开始只有一个中等质量黑洞,碰撞合并之后也有百分之三十的球状星体还保留着中等质量黑洞。如果采用最大胆的假想,那么少于百分之二的球状星团在碰撞合并后会保留着中等质量黑洞。”
     针对这些黑洞可能给我们带来的威胁,科学家们说:“它们几乎不可能对我们构成威胁。它们的危险区——史瓦西半径(Schwarzschild Radius)非常小,仅有几百公里。要知道我们周围还有比这更危险的东西呢。”
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中美科学家找到证据 银河系超大黑洞被发现
  中美科学家找到最令人信服的证据——
  黑洞是浩瀚苍穹中最神秘的天体,它好似一个“无底洞”能吞噬周围所有物质,就连光线也无法逃脱。为一睹其庐山真面目,科学家们数十年来一直进行着不懈的努力。近日,中国科学院上海天文台沈志强研究员领导的国际天文研究小组终于揭开其神秘面纱,利用国际最先进的地面望远镜阵列,成功拍摄到了黑洞的“射电照片”。此研究成果刊登在最新一期的权威科学刊物《自然》杂志上。该杂志高度评价这一成果,并指出这是天文学家第一次看到如此接近黑洞中心区域的景象,也终于找到了迄今为止最令人信服的证据,支持了“银河系中心存在超大质量黑洞”的观点。
  黑洞是一个禁闭万物的天体,那里是一个现实世界无法理解的地方。
  黑洞的提出可追溯到牛顿时代,当时拉普拉斯等人根据牛顿理论提出了黑洞的假设。30多年前,美国物理学家慧勒将“黑洞”这个名词正式提出,并对其进行精确定义。黑洞是根据广义相对论预言存在的天体,它凭着自身的引力把包括光在内的空间中的一切禁闭起来。任何物体一旦靠近它,都将被吞噬进去,立即消失得无影无踪,在其强大的引力作用下,连时空也会发生偏离和扭曲。
  从外部看来,黑洞是一个有着巨大质量的天体,被一个并无实体的球壳所环绕,其间皆虚空。那里是一个现实世界无法理解的地方,一切现有物理规律,无论是牛顿力学、相对论甚至那本身已经足够怪异的量子论对它都不适用。
  此外,黑洞还是一个巨大的引力空间,根据爱因斯坦的广义相对论,恒星演化到末期,假如质量足够大,它向内的万有引力压倒了向外的斥力,在理论上就能产生黑洞。尽管爱因斯坦自己都否认这种奇怪天体的存在,但上世纪60年代中期发现的脉冲星说明,恒星确实会发生坍缩,最终可能将以中子星或黑洞作为其生命的结束。科学家们估计,在含有1000亿颗明亮恒星的银河系中,恒星质量的黑洞数量应该达到1亿个,而宇宙中其他星系也应该含有同样多的黑洞。
  证明黑洞的真实存在是现代天体物理学最具挑战性的课题之一。
  根据黑洞理论,黑洞是由大质量的恒星坍缩形成的,原来构成恒星的物质集中于一点,其密度趋向无限大,以至于光都无法逃脱其引力。黑洞这种吸光特性使其看来是真正全黑的,天文学家只能根据黑洞能够剧烈地吞噬附近的天体这一性质来确定它的存在,这使得如何从观测上证明黑洞的真实存在成为现代天体物理学中最具挑战性的课题之一。
  后来科学家逐渐发现,黑洞并非只吞噬物质,也会向外释放一些曾被它吸入物质的信息。有些气体在被黑洞强大引力吸入时,会由于压力逐渐增大而发热,这时候它们会向外部辐射一些电磁信号。于是,天文学家们就根据这些信号来判断黑洞所处位置及其构造轮廓。近几年,新型空间天文卫星和地面大型天文仪器已经发现了一些具备良好观测条件的黑洞候选者,包括超大质量黑洞的人马座A*,椭圆星系M87中心和恒星级黑洞天鹅座X-1等。其中,1974年2月发现于银河系中心的人马座A*,因其距离最近而被公认为研究黑洞物理的最佳目标。
  中国和美国天文学家强强联合进行全球同步观测。
  黑洞因其噬光特性而对天文观测提出非常高的要求。目前,适合观测黑洞的是一种先进的射电望远镜,它能“看到”光学望远镜无法看到的电磁辐射,从而可进行远距离和异常天体的观测。中国上海天文台有一台先进的25米射电望远镜,可以接收到黑洞释放出的部分微弱信号,不过,这对于黑洞研究还是远远不够的,如果要达到足够清晰的分辨率,需要把望远镜的天线做成长达数百公里的“巨型天线”,然而,这显然是不现实的。
  从1997年开始,上海天文台沈志强研究员与美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院的梁茂昌、美国哈佛史密松天体物理中心的贺曾朴和赵军辉等科学家,利用甚长底线干涉量(VLBI)技术,以位于北半球10个射电望远镜组成的联合观测阵列进行观测,每当展开测量时,这10个射电望远镜同时指向天空同一点,在同一频率上把同一电波源的电磁波,按严格约定的格式形成数据流并记录在磁带上。观测完成后,这些磁带被汇集进行数据处理。该方法使得不同望远镜接收到的电磁波可以叠加成像,从而使观测的精确度有了质的飞跃。
  世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像成为黑洞存在的最佳证明。
  人马座A*所在的银河系中心距太阳系约2.6万光年(1光年等于光在一年时间内穿越的空间距离,相当于10万亿公里),其发出的射电波信号虽然能穿透遮挡着可见光的尘埃,却要受到星际等离子体介质的散射影响,使得观测者得到一个比实际体积要大的人马座A*。在几年中,观测小组展开大量观测,并用新方法不断提高观测精度,使得无线电波的“视线”一步步接近该黑洞。后来,观测小组最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。天文学界对这个图像给予了很高的评价,认为这是目前天文学中可提供的最高空间分辨率,也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。
  据沈志强研究员介绍,其实很早以前,理论物理学家就曾推测人马座A*为黑洞。过去30年间的观测数据分析表明,人马座A*处在周围恒星椭圆运动轨道的焦点上,据此可以计算出,人马座A*的质量约与40万个太阳相当。
  这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度大得惊人。
  根据天文学家卡尔·史瓦西提供的公式,如果知道了一个天体的质量,就可以算出它体积小于多少时就会变成黑洞。例如,当地球缩成一个半径小于9毫米的小球时,就可变成黑洞。这个9毫米被称为地球的“史瓦西半径”。同理可以推算出,40万个太阳质量的人马座A*的史瓦西半径大约是1179万公里,差不多是1/13个天文单位(1个天文单位等于地球到太阳的距离)。
  沈志强研究员接受采访时表示,这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域,确实令人兴奋。通过观测,科学家们发现这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度也十分惊人,比现有的“候选黑洞”密度要大1万亿倍以上。这种大质量、小体积的特征基本排除了人马座A*是其他天体的可能性,这的确是目前为止黑洞存在的最佳证明。沈志强还向我们介绍,目前,世界各国科学家正联合在智利海拔5000米高的阿塔卡马沙漠里建造由64面直径12米的高精度天线组成的世界上最大、最灵敏、工作于毫米波段的射电望远镜阵ALMA,预计2010年左右可开始观测。这台望远镜的性能是哈勃太空望远镜的10倍,可以极大地提升在亚毫米波段上的观测威力,无疑会促进我们对银河系中心超大质量的观测研究。
中华网http://tech.china.com/zh_cn/science/universe/1030/20051117/12858935_1.html
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银河系的形状
  夏夜的星空,银河高悬,仿佛一条天上的河流。中国古人称之为天河、河汉。在中国境内,可以看到银河自天蝎座起,经人马座特别明亮的部分,达盾牌座为止。闪闪的银河引发世人无限遐想,但世人却一直难见银河的真面目。17世纪,伽利略首先用望远镜观察银河。他发现,这是一个恒星密集的区域。接着英国人赖特提出了银河系的猜想,而且还描绘出了银河系的形状。他假定,银河系像个透镜,连同太阳系在内的众星体都位于其中。
巨大的银河“飞碟”
  18世纪,英国天文学家赫歇尔父子对赖特的猜想进行了验证。他们发现银河系中心处恒星很多,而离中心越远恒星越少。他们的观测表明,银河系确是一个恒星体系,并且其范围是有限的,太阳靠近银河系中心。他们估计,银河系中有3亿颗恒星,其直径为8000光年,厚1500光年,整个形状像只巨大的飞碟。1915年,美国天文学家卡普利研究了许多球状星团的变星,发现太阳并不在银河系中心。20世纪80年代,人们测得的数据表明,银河系的质量相当于2000亿个太阳的质量,直径10万光年,厚2000光年,太阳距银河系中心2.5万光年。
一个黑洞
  银河系的核心在人马座方向,这里是恒星特别密集的区域,大约有1000亿颗恒星拥挤在一起。由于银河系中心核球的红外线和射电波信号很强,人们推测它可能是质量极大的白矮星群。1971年,英国天文学家认为,核球中心部有一个大质量的致密核,或许还是一个黑洞,其质量约为太阳质量的100万倍。20世纪80年代,美国天文学家探测到银河系中心的射电源,这一结果说明银河系中心可能是一个黑洞。
银河系的核心在哪里
  人类对宇宙的认识也是在探索中前进的。古时候人们认为宇宙的中心就是人类居住的地球。16世纪,波兰的哥白尼把地球作为一颗普通行星,把太阳作为宇宙中心天体。18世纪,英国的赫歇尔认为,太阳是银河系中心。20世纪,英国的沙普利把太阳“流放”到银河系的旋臂上,离银河系中心有几万光年之遥。在太阳离开银河系中心之后,谁坐镇银河系中心便成为天文学家关注的大问题。然而,银河系中心充满了尘埃。这层厚厚的“面纱”,让人难以窥视其中的奥秘。 
http://ds.eywedu.com/aomi/lida_004.htm
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天文学家银河系中心发现迄今最年轻中子星
    同一张照片的特写以及对处于残余中央的中子星的艺术想象图
  新浪科技讯 北京时间11月6日消息,据《连线》杂志报道,天文学家日前最终发现了银河系中心最年轻超新星X射线发射的神秘来源:“仙后座A”(Cassiopeia A)的残余内部。仙后座A位于一颗由薄薄一层碳围绕的“婴儿”中子星附近。
  仙后座A质量是太阳的20倍,距离地球1.1万光年远,是一颗密度很高的恒星,距今330年前左右地球可以观测到它的爆发。仙后座A的核心密度相当高,直径为12.5英里(约合20公里),美宇航局钱德拉X射线天文望远镜在1999年首次观测到仙后座A核心爆发形成的超新星。
  然而,在此之前,天文学家一直未制作出用以解释这颗超新星神秘X射线光谱的模型。之前的研究认为,恒星半径过小,不可能是中子星,或认为其表面温度不均匀,没有什么重要性。在最新一项研究中,天文学家结合以前两项研究的数据,发现仙后座的X 射线发射模式可以用非常年轻的中子星的存在来解释。
  这颗中子星磁场效应不大,碳大气层非常稀薄。研究成果11月4日刊登在最新一期《自然》杂志上,使得仙后座的核心成为科学家迄今发现的最年轻的中子星。加拿大阿尔伯塔大学天体物理学家克雷格·海因克(Craig Heinke)在一份声明中表示:“这项发现有助于我们理解中子星是如何在剧烈的超新星爆发中诞生的。这颗中子星诞生时周围温度极高,以致其表面发生了聚变反应,生成了只有10厘米厚的碳大气层。”
http://jy.lwedu.com/skins/xxkx/article.aspx?id=22941&nt=000500820004
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银河系中心“大都会”
  当我们投身大致然之中的时候,我们总是会自然地想到,如果我们生活在浩淼宇宙的“大都市”中会是怎样的场景呢。在城郊如此在整个银河系也是如此。NASA公布了一张史皮哲太空望远镜拍摄的银河系中心的新图片。地球生物只能对着那儿致密的星团和大质量气体尘埃望洋兴叹。
  上图显示出来三种不同的“颜色”代表三种不同的红外线波长,而红外线我们肉眼是看不见的。图中蓝色表示图中能量最高的光,波长3.6μm,是我们眼睛能看见的最小能量光波波长的5倍。绿色(原文是黄色,从下文和图片看应该是绿色,NASA报道也是绿色——译者注)表示8μm的光,红色则是波长24μm的光。红光不是史皮哲探测到的数据,因为2009年它的冷却剂就用光了。
  乍看起来,银河系中心似乎很蓬松。黄色和红色斑块反映的是温度较高的尘埃。尘埃温度远不及恒星,所以光学望远镜难以观测到。但是史皮哲可以。(注意,你同样会放出红外线!)尘埃是老年恒星风暴和超新星的产物。作为银河系最密集的一部分,大量恒星周期性诞生消亡产生了这些尘埃。有趣的是,也正是这些尘埃让我们在可见光范围看不见银河系中心。
  绿色则表明了大分子多环芳香烃的存在。化石燃料燃烧可以产生它们,它们被认为是造成污染的元凶,但是它们也可能在地球生命诞生早期起到了至关重要的作用。蓝光是这显示的能量最高的红外线,在银河系中心大量这样的尘埃环绕在中央星团周围,导致中心显示出明亮的白色。如果我们的星球围绕着那附近的恒星旋转,也许我们的天空将因为临近的恒星而永远明亮。而中心那儿也许还有超大质量的黑洞潜伏着。
  在我看来这真是酷毙了。整个如梦如幻的景致在天空也就大约3°×5°的范围。从天文学角度看,的确很大。但是,你伸出手臂竖直你的食指,你食指的宽度就大约一度。这么一小块就是所有的一切吗?所有的一切都发生在五指长三指宽的天空。试试看,如此美妙的细节可以在我们那么小的天空发现。

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"哈勃"望远镜观察新发现 银河系心脏是黑洞 
  据报道,天文学家这次是利用“哈勃”太空望远镜新观测到了两个中等质量黑洞的迹象的。天文学家已经知道在银河系的中央存在大量的物质。最有可能的解释是,所有的物质紧紧地挤压进一个质量数百万倍于太阳的超大质量黑洞中。但是也存在不同的解释,比如星系中央是一些小型黑洞或者类星体的集合。德国马克思·普朗克天体物理学院的雷纳·肖德勒发现的这颗银河系中央天体似乎可以排除单一超质量黑洞之外的其他可能性。
  黑洞是一种天体
  “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
  是爱因斯坦最先提出了黑洞概念,根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
  等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,但它跟白矮星和中子星一样,很可能也是由恒星演化而来的。
  要了解黑洞的形成,就不能不先来了解一下白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
  质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于3倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
  这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正像我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
  “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也在不断地提出。
  发现银河系中心黑洞
  在过去10年中,肖德勒领导的小组一直在追踪多颗绕银河系中心运行的天体。1992年,他们开始追踪一颗代号S2的天体的移动轨迹。在接下来的10年中,小组成功地描绘出S2椭圆形轨迹的2/3。S2的轨迹绕被称为人马座A*的天体运行,天文学家普遍认同人马座A*位于银河系的中心,可能就是黑洞本身。人马座A*距离地球约3万光年,放射出强劲的无线电波。科学家推测,这些无线电波是因物质被黑洞吞噬而产生的。
  而S2绕轨道运行一周的时间约15年,比木星绕太阳周期长4年,它是迄今科学家观测到的最靠近假设黑洞的天体。其他绕黑洞运行的天体的轨道周期多在数百和数百万年之间。S2的体积是太阳的7倍,其运行速度必定相当快,才能逃脱被中央黑洞吞噬的命运。
  类似的现象使天文学家得出结论认为,在许多星系的中心都可能存在类似黑洞,然而,S2的轨道是迄今为止星系中央存在黑洞的最有力证据。肖德勒和他的同事说,S2的椭圆形轨道与它围绕质量50万倍于太阳的小体积超密度物体运行的推测完全吻合。较早对人马座A*附近天体的观测显示,在银河系中央存在质量相当于太阳50倍的物体。
  科学发现的意义
  由于利用望远镜并不能直接观测到黑洞,所以科学家只能通过观测黑洞附近的情况来探测它们的存在、形状以及大小。来自美、德等国的科学家们利用来自“哈勃”望远镜的数据在有些出人意外的太空区域当中发现了两个黑洞,两个太空区域均由古老的星群构成,据称星群中包括宇宙当中年代最久的星球。与太阳系中心附近区域包含巨型黑洞不同的是,这次新发现的两个黑洞体积中等。
  在已知两种黑洞之间是否还有“中间产品”?这是天文学界争论多年的一个话题。“哈勃”的新观测结果为中等质量黑洞的存在提供了确切证明,使小质量黑洞与超巨黑洞之间有了联系。此外,这一发现还为解释黑洞、特别是超巨黑洞的成因提供了新线索。
  早先的一些观测显示,位于星系中心的超巨黑洞,质量一般为星系总质量的0.5%左右。新发现的两个中等质量黑洞与所处的星团之间也有着类似比例,而星团的质量通常只有星系的万分之一。天文学家们指出,这意味着黑洞与其赖以依存的宇宙环境之间可能存在着有待进一步发现的本质规律。
  目前,关于超巨黑洞的形成主要有两种理论。一种观点认为,它可能是随着星系的诞生一次性产生的。但也有天文学家推测,超巨黑洞是以质量更小的黑洞为基础形成的,后者就好比是一些“种子”,随着时间的推移进化成了巨型黑洞。中等质量黑洞的发现为黑洞形成“进化论”提供了新的支持。天文学家们说,这些中等质量黑洞很可能是最后形成超巨黑洞的“材料”。
  令天文学家感到意外的是,新观测到的两个中等质量黑洞都位于球状星团而非星系之中。联合研究负责人之一、加州大学洛杉矶分校迈克尔·里奇认为,这一发现帮助科学家们在“星团与星系间建立起了联系”,为回答宇宙中星系结构是如何形成的提供了有用信息。
 http://www.edu.cn/yu_zhou_da_guan_1131/20060323/t20060323_61877.shtml
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哈勃望远镜拍摄到的宇宙星系图
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  在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。
  银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起
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     来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
  星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。
  宇宙空间的很多区域并不是绝对的真空,在恒星际空间内充满着恒星际物质。恒星际物质的分布是很不均匀的,其中宇宙尘埃物质密度较大的区域(此密度仍然远远小于地球上的实验室真空),所观测到的是雾状斑点,称为星云。 主要是“亮星云”和“暗星云”两种。
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科学名词:“星云”与“河外星系”
  宇宙空间的很多区域并不是绝对的真空,在恒星际空间内充满着恒星际物质。恒星际物质的分布是很不均匀的,其中宇宙尘埃物质密度较大的区域(此密度仍然远远小于地球上的实验室真空),所观测到的是雾状斑点,称为星云。
  星座介绍部分涉及到的星云类型,主要是“亮星云”和“暗星云”两种。星云本身并不能发光,所以“亮星云”其实是借助别人的力量才“发”光的。假如一片星云附近有一颗恒星,那这个星云就能反射恒星发出的光而现出光亮来,这就象月亮反射太阳光一样,这样的亮星云我们称之为反射星云;还有一类星云,在它们中间有一颗恒星,星云吸收恒星的紫外辐射,再把它转变为可见光发射出来,这样我们也能看见这个星云,这样的亮星云叫做发射星云。如果在一个星云附近和中央都没有恒星,那这个星云我们就不能看到,这样的星云我们就叫它暗星云。
  河外星系(例如室女座和后发座的河外星系),指的是银河系之外的其他星系,通常干脆简称为“星系”,它们都是与银河系属于同一量级的庞大恒星系统。河外星系一般用肉眼看不见,就是通过一般望远镜去观察,也还是一片雾气,跟星云简直一样。所以以前人们一直把它们也当做星云,称为河外星云。后来经过深入的研究,天文学家才发现二者完全是两码事:河外星云实际上是和我们银河系类似的星系,而上面所说的真正的“星云”,都是我们银河系的内部成员,是由气体和尘埃组成的。因此,现代天文学再也不用“河外星云”这个词了,而一律改称“河外星系”。
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科学名词:星系
  当遥望星空时,横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往,思绪万千。仔细观察的话,我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。   
  银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
  星系在早期曾被归到星云中,直到1924年,在准确测定了仙女座星云(现应严格称为“仙女座河外星系”)的距离后,星系的存在才正式确立。
  星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。
  星系和它内部的恒星都在运动中。我们都知道地球绕着太阳旋转,同时太阳也在绕银河系的中心运动,而同时银河系作为一个整体,本身也在运动着。在星系内部,恒星运动的方式有两种:它一面绕着星系的核心旋转,与此同时还在一定的范围内随机地运动(科学家称之为“弥散运动”)。
  星系的起源和演化,与宇宙诞生早期的演化密切相关。一般看法认为:当宇宙从猛烈的爆发中产生时,大量的物质被抛射到空间中。形成宇宙中的“气体云”。这些气体云本身处在平衡之中,但是在某种作用下,平衡被打破了,物质聚集在一起,质量高达今天太阳质量的上千亿倍!这些物质团后来在运动中分裂开,并最终形成无数颗恒星。这样,原始的星系就形成了。一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。
  而关于星系的演化,历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列,即认为星系从椭圆形开始,再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型,最后变成不规则型。这种观点今天已基本上被推翻。目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关,但也仍然停留在假说的阶段。
  位于银河系之外,由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等组成的天体系统,我们称之为河外星系,简称为星系。目前,天文学上把银河系和现在所能观测到的河外星系,合起来叫做总星系。
  河外星系本身也在运动。它们的大小不一,直径从几千光年至几十万光年不等。星系的结构和外观是多种多样的,星系的空间分布也是不均匀的。
  星系也是成双或成团存在的。我们所在的银河系和它周围30多个星系组成一个集团,叫本星系团。其中离银河系最近的星系有大麦哲伦星系、小麦哲伦星系和仙女座星系等,它们都是我们银河系的近邻。目前已知的星系团就有1万多个。
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科学家发现星际海啸 揭开星系团中心燃烧之谜
  新浪科技讯 北京时间7月26日20时消息,日本天文学家最近研究发现,类似于海啸的复杂的星际气体湍流在不断地振荡和加热着星系团,这一新发现可用来解释不久前发现的星系团中心神秘燃烧现象。
  星系团是数十个、数百个甚至成千上万个星系构成的一个整体,它是星际气体的巨型储藏室。早在上个世纪70年代,首批X射线探测器就发现,某些星系团中心位置会在X光波长范围内发出明亮的光。人类从此得知,这些星系团含有异常炽热的“心脏”(星系团的中心位置,那里星系聚集密度非常高,其典型代表为后发星座中的KOMA,由30000多个星系构成)。
  科学家们最初认为,星系团炽热的“心脏”在得不到新的能源补充后会很快冷却下来,并且其中的气体冷却后会形成新的恒星或气体尘埃云。然而,这一设想被实际观测结果给推翻了----科学家们到目前为止还没有发现哪个星系团核心部位形成可观测到的恒星。而且,根据X射线轨道天文观测台“钱德拉”和“牛顿”在2001年进行的观测,星系团中心位置的气体也没有丝毫冷却的迹象。
  目前,由Yutaka Fujita领导的日本东京国家天文观测台的科研小组正在进行着一项大规模的计算机模拟实验来观测50亿年来在不断地从外部空间吸取星际气体的星系团。初步的观测结果显示,被吸取的星际气体流看上去恰似长达330000光年的巨型波浪。这些来自外部的炽热气体与星系团中心位置相对较冷、密度较大的气体在不断地发生着碰撞和搅和。
  这种冷热气体的对撞过程就好像是正在发生的海啸:汹涌的波涛会卷起海洋深处的海水并将其泼洒到岸边。星际湍流的这一典型特征已经被科学家们详细地纪录下来。科学家们还表示,即将于2005年初发射的由美国和日本联合研制的Astro-E2X射线观测卫星将帮助他们最终揭开这一神秘现象。
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科学家观测到遥远星系正在发生星爆活动(图)
M82是天文学家最熟悉的星系之一
  新浪科技讯 最近,一个国际天文学家小组通过综合地面望远镜和遨游在太空中的哈勃望远镜的数据和图象资料,确定了一个遥远的星系正在发生的星爆(starburst)活动。通过观测,科学家发现整个活动中,有大量的宇宙射线被释放出来,其速度高达100万英里/小时。星爆发生的星系名为M82,距离我们所在的银河系有1000万光年。
  M82星系是最受天文学家“青睐”的星系之一,在这里星爆频繁发生,它的中心区域还有一群明亮的年轻恒星。M82还以释放出大量的炽热气体(其中有的气体云长达数万光年)而被天文学家频频关注。
  英国伦敦大学和美国威斯康新大学的科学家们合作进行这项研究。观测发现星爆过程中产生了强烈的“宇宙飓风”,而实际上这个“飓风”并非一个完整的整体,科学家称,它至少由几个不同速度的高能量气体流组成,并且这些气体流汇集在一起形成宇宙射线,这就是为什么我们能看到在星爆过程中会有大量的炽热气体被释放出来的原因。
  同时,有研究人员认为M82星爆的亮度可能在它的邻近星系M81的影响和作用下变得更明亮。英国伦敦大学天文学家林达-史密斯说:“M82的现象表明,这里正在形成一组密集的恒星,在“宇宙飓风”的作用下,星系中的炽热气体云被延长,它们的长度可以达到数万光年,同时炽热的气体也推动和促使宇宙射线以极高的速度(可达100万英里/小时)向外释放。”
  美国威斯康新大学的天文学家简-加拉格尔则表示:“综合哈勃和地面观测站的数据和资料,我们对星爆有了更进一步的认识。同时我们还发现了一些过去“隐藏的很深”的现象。”
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星系图
  在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。
  银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
  星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。
  宇宙空间的很多区域并不是绝对的真空,在恒星际空间内充满着恒星际物质。恒星际物质的分布是很不均匀的,其中宇宙尘埃物质密度较大的区域(此密度仍然远远小于地球上的实验室真空),所观测到的是雾状斑点,称为星云。 主要是“亮星云”和“暗星云”两种。
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银河系“长出”新旋臂 星系天体图需要重绘
  新华网伦敦5月8日电 此间8日出版的《新科学家》周刊报道说,在最近澳大利亚天文学家令人震惊地发现螺旋状的银河系有一个巨大的、向外伸展的旋臂后,有关我们所在星系的天体图将不得不重新绘制。
  澳大利亚天文学家是在绘制银河系氢气分布图时发现这条旋臂的。澳天文学家麦克卢尔-格里菲思说:“我们在一片巨大的天空中看到了它(旋臂)的存在。”她说,这条气体旋臂呈长长的卷须状,一度与银河系的另一条旋臂交汇,然后又彼此分离。
  据报道,这一巨大的由氢气组成的气体旋臂有7.7万光年长,几千光年厚,沿着银河系最外层的边缘伸展,并且掠过了从星系核心旋出的4条主要的旋臂。
  《新科学家》评论说,在此之前,天文学家们竟然一直没有发现这条旋臂,这有点让人迷惑。
 http://tech.sina.com.cn/other/2004-05-08/1608358546.shtml
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